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基于滑移网格与RNG湍流模型计算泵内的动静干扰 被引量：51
1
作者 徐朝晖 吴玉林 +3 位作者 陈乃祥 刘宇 张梁 吴玉珍 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期66-68,共3页
本文利用三维Navier-Stockes方程和RNG湍流模型,在转动与静止部件间采用滑移网格技术建立交互界面,对泵内动静干扰引起的三维非定常湍流进行了计算,得到了旋转叶轮与固定导叶间流体的湍流特征。从计算结果可知,静叶与动叶间各点的压力... 本文利用三维Navier-Stockes方程和RNG湍流模型,在转动与静止部件间采用滑移网格技术建立交互界面,对泵内动静干扰引起的三维非定常湍流进行了计算,得到了旋转叶轮与固定导叶间流体的湍流特征。从计算结果可知,静叶与动叶间各点的压力脉动频率成分一致,且幅值沿周向呈正弦变化规律。这说明利用滑移网格技术及RNG湍流模型,可以模拟三维非定常动静干扰流动问题。 展开更多
关键词 三维非定常湍流 泵 动静干扰 叶片裂纹
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离心泵叶轮内部固液两相流动的大涡模拟 被引量：23
2
作者 吴玉林 葛亮 陈乃祥 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第10期93-96,共4页
为提高离心泵的抗磨蚀能力 ,对泵内固液两相流的流态进行深入研究。在多相紊流运动双流体模型的基础之上 ,建立了两相紊流运动的大涡模拟。利用大涡模拟 ,对离心泵叶轮内部的固液两相流动进行数值计算。计算结果得出液相压力分布和相对... 为提高离心泵的抗磨蚀能力 ,对泵内固液两相流的流态进行深入研究。在多相紊流运动双流体模型的基础之上 ,建立了两相紊流运动的大涡模拟。利用大涡模拟 ,对离心泵叶轮内部的固液两相流动进行数值计算。计算结果得出液相压力分布和相对速度场 ,及固相的颗粒数分布和相对速度场。其中压力和颗粒的分布与同一离心泵在日本所做合作研究量测的实验结果进行比较 。 展开更多
关键词 大涡模拟 固液两相流动 离心泵 叶轮 抗磨蚀能力 紊流运动 数值计算
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用两相流模型模拟混流式水轮机内空化流动 被引量：29
3
作者 徐宇 吴玉林 +1 位作者 刘文俊 陈乃祥 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第8期57-62,共6页
本文采用两相流中两流体模型模拟混流式水轮机转轮内三维湍流空化流场 ,基于两相流中两流体模型的理论和方程 ,推导了水轮机转轮中空化两相流的两流体基本方程 ,并利用k -ε -kp 两相湍流模型计算水轮机转轮中三维空化两相湍流。计算结... 本文采用两相流中两流体模型模拟混流式水轮机转轮内三维湍流空化流场 ,基于两相流中两流体模型的理论和方程 ,推导了水轮机转轮中空化两相流的两流体基本方程 ,并利用k -ε -kp 两相湍流模型计算水轮机转轮中三维空化两相湍流。计算结果包括了液相和空泡相的主要流动特征 ,模拟结果可初步预测流体机械空化性能 。 展开更多
关键词 两相流 模型模拟 混流式水轮机 空化流动
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水泵与水轮机空化状态监测与诊断的研究进展 被引量：25
4
作者 徐朝晖 徐东海 +2 位作者 吴玉林 陈乃祥 陈仁 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期139-142,共4页
影响水泵与水轮机使用寿命与性能的主要问题是空化空蚀现象 ,在现场监测与分析水泵与水轮机的空化状态是空化空蚀研究的重要领域。根据国外对空化监测与分析的最新研究成果和背景噪声的处理手段 ,介绍了空化监测与分析的新方法。从加速... 影响水泵与水轮机使用寿命与性能的主要问题是空化空蚀现象 ,在现场监测与分析水泵与水轮机的空化状态是空化空蚀研究的重要领域。根据国外对空化监测与分析的最新研究成果和背景噪声的处理手段 ,介绍了空化监测与分析的新方法。从加速度计与声压计测得的空化信号时域图、功率谱图和归一化谱图中 ,反映出了空化发生的特征。 展开更多
关键词 水泵 水轮机 空化 监测 诊断
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高速泵内三维非定常动静干扰流动计算 被引量：20
5
作者 徐朝晖 吴玉林 +2 位作者 陈乃祥 刘宇 张梁 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期1-4,共4页
利用三维Navier-Stokes方程和RNG湍流模型,并在转动部件与静止部件间采用滑移网格技术建立交互界面,对高速泵内多级动静干扰引起的三维非定常湍流进行了计算,得到了旋转叶轮与固定导叶间的流体的紊流特征。
关键词 三维非定常湍流 动静干扰 高速泵 滑移网格技术 流体机械
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水泵水轮机转轮全特性与蓄能电站过渡过程的相关性分析 被引量：24
6
作者 杨琳 陈乃祥 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第10期1424-1427,共4页
为研究水泵水轮机转轮全特性曲线对抽水蓄能电站过渡过程的影响,根据两者之间的相关性调整和优化可逆机转轮设计,该文结合工程算例,采用不同的水泵水轮机转轮全特性曲线,分别对抽水蓄能电站机组可控和不可控等不同状态下的过渡过程进行... 为研究水泵水轮机转轮全特性曲线对抽水蓄能电站过渡过程的影响,根据两者之间的相关性调整和优化可逆机转轮设计,该文结合工程算例,采用不同的水泵水轮机转轮全特性曲线,分别对抽水蓄能电站机组可控和不可控等不同状态下的过渡过程进行了模拟计算。计算表明,转轮全特性曲线是影响过渡过程的重要因素之一。根据转轮全特性曲线与过渡过程的相关性分析结果,使用全三维方法进行可逆机转轮设计。在设计过程中适当调整导叶相对高度等参数,改变特性曲线形状,减缓开度线变化斜率,可优化过渡过程。 展开更多
关键词 可逆式水泵水轮机 转轮全特性 蓄能电站 过渡过程 相关性 反问题 水力机械
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明满混合瞬变流动仿真计算分析 被引量：17
7
作者 樊红刚 陈乃祥 +1 位作者 刘立宪 李辉 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第11期63-66,共4页
在水电站的仿真计算中 ,建立合理可行的明满混合流动数值模型是必要的。针对现有明满混合流动的数值解法中存在稳定性差的缺点 ,提出了一种新的计算格式——特征隐式格式法。其主要思路是将动量和连续方程转化为双曲型方程组的标准形式... 在水电站的仿真计算中 ,建立合理可行的明满混合流动数值模型是必要的。针对现有明满混合流动的数值解法中存在稳定性差的缺点 ,提出了一种新的计算格式——特征隐式格式法。其主要思路是将动量和连续方程转化为双曲型方程组的标准形式进行差分。该方法用于三峡、百色等大型电站的仿真计算中 ,计算结果合理可信。文中还研究了洞型对流动特性的影响 。 展开更多
关键词 明满混合流动 特征隐式格式 仿真 优化设计
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具有明满交替流动的三峡右岸地下电站的动态仿真 被引量：20
8
作者 李辉 陈乃祥 +2 位作者 樊红刚 刘立宪 林宵汉 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第11期29-31,共3页
以三峡电站为背景对大型水电站动态仿真的主要问题进行了研究。对几种用于明满交替流动计算的方法进行了比较分析，提出了特征隐式格式法求解明满交替流动，具有良好的稳定性；提出了管流和明流联合计算的变时步模型，在保证计算精度的... 以三峡电站为背景对大型水电站动态仿真的主要问题进行了研究。对几种用于明满交替流动计算的方法进行了比较分析，提出了特征隐式格式法求解明满交替流动，具有良好的稳定性；提出了管流和明流联合计算的变时步模型，在保证计算精度的前提下减少了计算量，使大型水电工程的动态仿真得以在微机上实现；提出了一种新方法（对数曲线投影法）描述转轮特性，与Ｓｕｔｅｒ法比较，新方法完全解决了转轮特性曲线描述中小开度与零开度以及多值的问题，小开度区计算结果没有异常的压力脉动，转化过程简单，运算速度快，精度高。应用上述方法编制了过渡过程仿真程序，对三峡电站的各种工况进行了动态仿真计算。 展开更多
关键词 明满交替流动 仿真 三峡工程 地下电站
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抽水蓄能电站导叶关闭规律的优化 被引量：22
9
作者 刘立志 樊红刚 陈乃祥 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1892-1895,共4页
为了改善抽水蓄能电站的传统两段导叶关闭规律优化效率较低的缺陷,对一种先延时再直线关闭的特殊关闭规律进行了研究。采用延时直线关闭规律和两段关闭规律对不同转轮特性、不同额定水头的抽水蓄能电站进行了过渡过程仿真计算并对结果... 为了改善抽水蓄能电站的传统两段导叶关闭规律优化效率较低的缺陷,对一种先延时再直线关闭的特殊关闭规律进行了研究。采用延时直线关闭规律和两段关闭规律对不同转轮特性、不同额定水头的抽水蓄能电站进行了过渡过程仿真计算并对结果加以比较。延时直线关闭规律能显著地降低最大水击升值和机组转速升值,并且仅有两个控制变量,因而易于优化。在其延时段,可利用可逆机组甩负荷后转速上升和机组流量相互抑制的特点而提高关闭规律的优化效率。 展开更多
关键词 抽水蓄能电站 关闭规律 过渡过程
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基于虚拟仪器的测量分析系统 被引量：18
10
作者 周兵 陈德新 陈乃祥 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2004年第12期18-20,40,共4页
分析了虚拟仪器的基本工作原理 ,介绍了基于虚拟仪器技术开发的一套测量分析系统 ,该系统支持不同类型信号的多通道高速数据采集和处理。其硬件由传感器、便携式A/D和计算机组成 ,通信接口为计算机的并行打印口。该系统软件编制综合采... 分析了虚拟仪器的基本工作原理 ,介绍了基于虚拟仪器技术开发的一套测量分析系统 ,该系统支持不同类型信号的多通道高速数据采集和处理。其硬件由传感器、便携式A/D和计算机组成 ,通信接口为计算机的并行打印口。该系统软件编制综合采用了汇编、数据库、自动化等多种编程技术 ,可以实现滤波、加窗、谱分析等多种分析功能 ,并能够进行多通道的实时采集绘图和分析。 展开更多
关键词 虚拟仪器 数据采集 功率谱分析
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水轮机导水叶折线关闭规律的优化计算 被引量：14
11
作者 陈乃祥 张扬军 +1 位作者 于宗祥 蔡锦华 《水力发电》 北大核心 1996年第12期47-51,共5页
用最优化技术中的单纯型加速法对水轮机导水叶（两段及三段）折线关闭规律进行优化计算，计算结果与直线关闭规律相比可取得明显的优化效果。并就目标函数形式对优化结果的影响进行了分析和研究，提出了一种较理想的目标函数形式，按此... 用最优化技术中的单纯型加速法对水轮机导水叶（两段及三段）折线关闭规律进行优化计算，计算结果与直线关闭规律相比可取得明显的优化效果。并就目标函数形式对优化结果的影响进行了分析和研究，提出了一种较理想的目标函数形式，按此目标函数形式求得的折线关闭规律可将水击的最大值控制在事先给定的允许值附近，从而使优化计算的结果具有事先可控的成份。 展开更多
关键词 导水叶 关闭规律 过渡过程 水轮机 优化计算
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明满交替流动计算方法研究及其实验验证 被引量：16
12
作者 樊红刚 陈乃祥 +1 位作者 杨琳 黄健兵 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期16-20,共5页
大型水电工程的尾水隧洞中可能会发生明满交替流动,给电站过渡过程带来很大影响,需要建立合理可行的明满交替流动数值计算模型。针对常用的明满交替流动数值差分格式在明满流分界面通过计算节点时计算不稳定的问题,提出了一种新的计算... 大型水电工程的尾水隧洞中可能会发生明满交替流动,给电站过渡过程带来很大影响,需要建立合理可行的明满交替流动数值计算模型。针对常用的明满交替流动数值差分格式在明满流分界面通过计算节点时计算不稳定的问题,提出了一种新的计算方法——特征隐式格式法,其主要思路是将动量和连续方程转化为双曲型方程组的标准形式进行差分。通过某电站尾水隧洞水工水力学模型实验专门对该方法进行验证,表明该计算方法是正确的。 展开更多
关键词 仿真 明满交替流动 特征隐式格式 实验验证 过渡过程
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遗传算法在抽水蓄能机组导叶关闭规律优化中的应用 被引量：13
13
作者 舒胜晖 樊红刚 +3 位作者 张保平 吴炯扬 陈乃祥 李辉 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第11期35-38,共4页
为优化抽水蓄能机组导叶关闭规律 ,引入遗传算法。将反映导叶关闭规律的特征点开度和时间值作为操作对象 ,通过过渡过程计算得到适应函数值 ,根据适应函数值计算选择概率 ,按照一定概率进行繁殖 ,杂交和变异 ,产生新的规律 ,直至收敛达... 为优化抽水蓄能机组导叶关闭规律 ,引入遗传算法。将反映导叶关闭规律的特征点开度和时间值作为操作对象 ,通过过渡过程计算得到适应函数值 ,根据适应函数值计算选择概率 ,按照一定概率进行繁殖 ,杂交和变异 ,产生新的规律 ,直至收敛达到优化效果。研究表明 。 展开更多
关键词 遗传算法 导叶关闭规律 抽水蓄能机组 优化
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水泵水轮机全流道双向流动三维数值模拟与性能预估 被引量：15
14
作者 杨琳 陈乃祥 樊红刚 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期157-162,共6页
(清华大学热能工程系,北京100084)要优化水泵水轮机转轮设计,应了解转轮在内的水泵水轮机全流道的流动特性。采用SIMPLEC算法和标准k-ε湍流模型对某一用全三维逆向设计方法设计的高水头可逆式水泵水轮机进行了全流道双向三维湍流数值... (清华大学热能工程系,北京100084)要优化水泵水轮机转轮设计,应了解转轮在内的水泵水轮机全流道的流动特性。采用SIMPLEC算法和标准k-ε湍流模型对某一用全三维逆向设计方法设计的高水头可逆式水泵水轮机进行了全流道双向三维湍流数值模拟。详细分析了转轮内部及蜗壳、尾水管中的流动情况,并对不同部件的水力损失以及转轮的性能进行了预估。计算结果揭示了水泵水轮机转轮内部流动的复杂性,分析了转轮各部件间的关系,优化并改进了转轮设计。 展开更多
关键词 水泵水轮机 反问题 全三维 数值模拟 全流道
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抽水蓄能电站过渡过程仿真自动建模及通用程序 被引量：7
15
作者 陈乃祥 钱涵欣 +5 位作者 梅祖彦 容伟洪 端润生 李扶汉 敖林 江泽沐 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1994年第10期47-52,60,共7页
本文在改进文献［１］中数学模型及有关连接方式的前提下引入结构形式参数、工况标识参数及部件动态计算模块化等，解决了按仿真对象及仿真工况的自动建模问题．编制的程序用于多个具有不同引水系统和参数的电站过渡过程仿真计算，证明... 本文在改进文献［１］中数学模型及有关连接方式的前提下引入结构形式参数、工况标识参数及部件动态计算模块化等，解决了按仿真对象及仿真工况的自动建模问题．编制的程序用于多个具有不同引水系统和参数的电站过渡过程仿真计算，证明有较强的通用性、灵活性和实用性． 展开更多
关键词 抽水蓄能水电站 自动建模 通用程序
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双蜗壳内部定常湍流数值研究 被引量：10
16
作者 周兵 陈乃祥 《青岛大学学报（工程技术版）》 CAS 2004年第2期72-75,92,共5页
为研究双蜗壳内部流场特性及其结构形式对流场的影响,对双吸离心泵的双蜗壳内部定常三维湍流进行了全流道数值模拟。数值方法基于雷诺时均N S方程,采用了标准k ε湍流模型,并通过SIMPLE算法进行速度压力耦合。计算得到了蜗壳内部断面的... 为研究双蜗壳内部流场特性及其结构形式对流场的影响,对双吸离心泵的双蜗壳内部定常三维湍流进行了全流道数值模拟。数值方法基于雷诺时均N S方程,采用了标准k ε湍流模型,并通过SIMPLE算法进行速度压力耦合。计算得到了蜗壳内部断面的速度矩、速度矢量以及压力等参数的分布图,并获得了水泵的外特性以及蜗壳水力损失占总损失的比重。计算表明:该方法可较好地模拟双蜗壳的非均匀进口条件;进口回流和横截面内的二次流现象与蜗壳隔板的结构有重要关系;计算扬程和设计扬程吻合比较好。 展开更多
关键词 双吸离心泵 双蜗壳 湍流 数值模拟
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抽水蓄能电站复杂管系的自激振动研究 被引量：15
17
作者 叶复萌 朱渊岳 +1 位作者 樊红刚 陈乃祥 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期135-140,共6页
某抽水蓄能电站发生了管系振动事故,为分析事故原因该电站进行了球阀密封的退投试验。本文通过阻抗法和特征线法对此试验进行数值模拟,得出与实测数据接近的结果,验证了管系振动数值模拟模型的正确性,得出事故发生的原因在于阀门渗漏时... 某抽水蓄能电站发生了管系振动事故,为分析事故原因该电站进行了球阀密封的退投试验。本文通过阻抗法和特征线法对此试验进行数值模拟,得出与实测数据接近的结果,验证了管系振动数值模拟模型的正确性,得出事故发生的原因在于阀门渗漏时产生的柔性阀门特性。研究工作为抽水蓄能电站一洞多机水力系统自激振动原因分析、防止和消除打下了基础。 展开更多
关键词 抽水蓄能电站 自激振动 阻抗法 水力振动
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高速泵内三维非定常湍流激振计算 被引量：9
18
作者 徐朝晖 吴玉林 +3 位作者 陈乃祥 刘宇 张梁 吴玉珍 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第10期1428-1431,共4页
针对某一高速泵系统的诱导轮叶片在实际运行时出现裂纹断裂现象,利用三维Navier-Stokes方程和RNG湍流模型,并在转动部件与静止部件间采用滑移网格技术建立交互界面,对高速泵内多级动静干扰引起的三维非定常湍流进行了计算,得到了诱导轮... 针对某一高速泵系统的诱导轮叶片在实际运行时出现裂纹断裂现象,利用三维Navier-Stokes方程和RNG湍流模型,并在转动部件与静止部件间采用滑移网格技术建立交互界面,对高速泵内多级动静干扰引起的三维非定常湍流进行了计算,得到了诱导轮内部流体压力脉动的主要特征。计算结果表明,诱导轮全流道内流体压力脉动的频率成分一致,在某一转速范围内出现与叶片固有频率接近的频率成分,它是造成诱导轮叶片出现裂纹的主要原因。说明利用滑移网格技术及RNG湍流模型,可以模拟三维非定常湍流的激振问题。 展开更多
关键词 高速泵 三维非定常湍流 动静干扰 叶片裂纹 激振 数值计算 流体机械
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基于VOF模型的泵站进水池流场计算研究 被引量：14
19
作者 马涛 樊红刚 +2 位作者 袁义发 李凤超 陈乃祥 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期244-249,255,共7页
针对泵站进水池在过渡过程中的水面波动现象,本文采用VOF模型对万家寨引黄工程北干线中的平鲁泵站进水池进行了三维流场计算,在对系统最小来流条件下三台泵运行时进水池稳态流场分析的基础上,采用UDF给定瞬态边界条件,对三台泵运行一台... 针对泵站进水池在过渡过程中的水面波动现象,本文采用VOF模型对万家寨引黄工程北干线中的平鲁泵站进水池进行了三维流场计算,在对系统最小来流条件下三台泵运行时进水池稳态流场分析的基础上,采用UDF给定瞬态边界条件,对三台泵运行一台泵启动的动态过程进行了数值模拟。计算表明,由于进水池结构和进流方向的原因,泵站进水池流态有较明显的漩涡存在。在系统小流量来流条件下,现有溢流坎的设计可满足三台泵的运行需要,但如要更多水泵工作,需改变溢流坎设计(例如除去溢流坎)或控制出流以加大流入进水池的溢流量,满足运行水泵对流量的需要。 展开更多
关键词 水力机械 泵站 进水池 VOF模型 三维流场计算
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有厚叶片的S_2流面反问题计算 被引量：8
20
作者 罗兴錡 陈乃祥 林汝长 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1995年第7期8-15,共8页
本文建立了一种给定及厚度分布规律的有族流动的混流式转轮叶片设计模型．应用周向平均处理方法，由三维欧拉方程导出子午面上的普通运动方程，该方程可以计及来流有旋、环量分布不均匀及转轮本身对轴面流动的影响．用置于叶片中心的源... 本文建立了一种给定及厚度分布规律的有族流动的混流式转轮叶片设计模型．应用周向平均处理方法，由三维欧拉方程导出子午面上的普通运动方程，该方程可以计及来流有旋、环量分布不均匀及转轮本身对轴面流动的影响．用置于叶片中心的源汇来描述叶片厚度对流场的作用，使设计计算更为灵活简单．结合算例分析了叶片本身与来流旋涡对轴而流场的影响，发现二者作用刚好相反，这些为设计出性能优良的转轮进一步提供了依据和方法． 展开更多
关键词 S2流面 叶片 反问题 混流式转轮 计算
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