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冲击式水轮机含沙三相流与磨损特性数值研究
被引量：
9
1
作者
肖业祥
郭豹
+2 位作者
张瑾
梁权伟
刘洁
《水电与抽水蓄能》
2021年第2期4-10,共7页
冲击式水轮机在高水头水力资源开发中具有重要的应用前景,但其过流部件的泥沙磨损问题会是重要挑战。冲击式机组内部流动过程复杂,流动状态的转换多;挟沙流动时,水气沙三相流动特性尚不明确,目前相关研究仍然较为匮乏。本文采用欧拉—...
冲击式水轮机在高水头水力资源开发中具有重要的应用前景,但其过流部件的泥沙磨损问题会是重要挑战。冲击式机组内部流动过程复杂,流动状态的转换多;挟沙流动时,水气沙三相流动特性尚不明确,目前相关研究仍然较为匮乏。本文采用欧拉—拉格朗日方法对颗粒在冲击式水轮机内的全流动过程进行了数值模拟,详细地分析了三相流的水力特性、泥沙颗粒的流动特性以及磨损分布特点。计算结果显示,颗粒运动特性与理论模型较为吻合,预测的过流部件磨损分布与实测结果较为相似。
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关键词
冲击式水轮机
旋转
水斗
水气沙三相流
泥沙磨损
数值计算
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职称材料
旋转水斗内的非定常射流干涉
被引量：
7
2
作者
韩凤琴
肖业祥
久保田乔
《华南理工大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007年第6期25-28,共4页
采用动画解析法将冲击式水轮机旋转水斗内部的非定常流动进行时间和空间离散,在各离散的动画单元用拉格朗日法计算流体粒子的运动,模拟了非定常自由水膜流.对同一水斗,将第二射流的流动解析结果与对应的第一射流流态结果相叠加,就可根...
采用动画解析法将冲击式水轮机旋转水斗内部的非定常流动进行时间和空间离散,在各离散的动画单元用拉格朗日法计算流体粒子的运动,模拟了非定常自由水膜流.对同一水斗,将第二射流的流动解析结果与对应的第一射流流态结果相叠加,就可根据叠加的水膜流态判断旋转水斗内的射流干涉现象.文中解析得到了旋转水斗内的射流干涉现象,并将其与模型试验照片的干涉现象进行了比较,确认发生了几乎相同的水膜流干涉.
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关键词
射流干涉
旋转
水斗
多喷嘴
冲击式水轮机
数值解析
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职称材料
冲击式水轮机数值流动解析研究
被引量：
2
3
作者
沈娜
韩凤琴
《水力发电》
北大核心
2015年第12期68-71,75,共5页
为了进行冲击式水轮机的流动解析,基于非定常矢量三角形提出了静止系和旋转系时空同期离散的基本理论。选择静止系自由射流最内缘代表流线和旋转系水斗分水刃尖端轨迹圆弧的交点作为非定常相互作用的局部原点,两坐标系的位置用非定常矢...
为了进行冲击式水轮机的流动解析,基于非定常矢量三角形提出了静止系和旋转系时空同期离散的基本理论。选择静止系自由射流最内缘代表流线和旋转系水斗分水刃尖端轨迹圆弧的交点作为非定常相互作用的局部原点,两坐标系的位置用非定常矢量三角形联系在一起来进行时空同期离散。在任意时空同期离散单元,用非定常位移矢量三角形来计算两坐标系代表位置的变化,成功求出了时空同期离散单元两坐标系的平移。数值流动解析结果表明,静止系自由射流进入旋转水斗的坐标平移能够解决水膜间的干涉问题。这种解析方法利用CFD为冲击式水轮机水斗几何形状的优化设计提供有力技术支持。
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关键词
自由射流
旋转
水斗
时空同期离散
数值流动解析
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职称材料
射流与旋转水斗时空非定常三维流动研究
被引量：
1
4
作者
沈娜
韩凤琴
《水力发电》
北大核心
2017年第3期88-93,共6页
针对喷嘴射流与旋转水斗时空非定常流动关系进行研究,将二维"动画解析法"完善至三维空间,旨在更准确地追及射流干涉的影响。分析了射入当前水斗入射射流分支的几何结构以及偏离射流分支的后缘面,三维可视化描述了自由射流和...
针对喷嘴射流与旋转水斗时空非定常流动关系进行研究,将二维"动画解析法"完善至三维空间,旨在更准确地追及射流干涉的影响。分析了射入当前水斗入射射流分支的几何结构以及偏离射流分支的后缘面,三维可视化描述了自由射流和旋转水斗的复杂非定常流动,得到了自由射流与旋转水斗之间非定常流动的相互作用关系,进而提出了动态水斗切入射流做瞬态复杂运动时,射流及水斗背面发生干涉现象的机理。分析结果表明,干涉引起水轮机性能变化正比于单位转速、射流膨胀率的增加,单位转速变化对于水斗干涉的影响要远大于射流直径膨胀变化带来的影响。
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关键词
非定常流动
冲击式水轮机
喷嘴射流
旋转
水斗
干涉现象
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职称材料
基于微分几何水斗内移动网格的时空非定常流动
被引量：
1
5
作者
沈娜
韩凤琴
久保田乔
《华南理工大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第2期39-44,共6页
为了把时空非定常流动设计理念用于冲击式水轮机,旋转水斗自由曲面上复杂时空非定常水膜的数值可视化必不可少.文中采用局部非正交边界贴体网格(BFG)对水斗内表面进行描述,利用微分几何精确计算了网格处的自然基本矢量及其偏微分,得到...
为了把时空非定常流动设计理念用于冲击式水轮机,旋转水斗自由曲面上复杂时空非定常水膜的数值可视化必不可少.文中采用局部非正交边界贴体网格(BFG)对水斗内表面进行描述,利用微分几何精确计算了网格处的自然基本矢量及其偏微分,得到了水斗表面的局部曲率、沿曲面最短距离以及微小曲面面积;成功地将流体的水膜移动网格点投影到了水斗内表面上.用建立的投影理论实现了从旋转水斗缺口及分水刃进入的非定常水膜移动网格的数值可视化,与模型试验照片的比较表明,该数值方法是有效的.
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关键词
冲击式水轮机
旋转
水斗
非定常流动
水膜流动
自然基本矢量
微分几何
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职称材料
题名
冲击式水轮机含沙三相流与磨损特性数值研究
被引量：
9
1
作者
肖业祥
郭豹
张瑾
梁权伟
刘洁
机构
清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室&能源与动力工程系
东方电气东方电机有限公司研究试验中心
中国长江三峡集团有限公司机电技术中心
出处
《水电与抽水蓄能》
2021年第2期4-10,共7页
基金
国家重点研发计划项目(2017YFC0404200)
国家自然科学基金资助项目(51479093)
水沙国家重点实验室开放研究基金资助项目(sklhse-2021-E-03)。
文摘
冲击式水轮机在高水头水力资源开发中具有重要的应用前景,但其过流部件的泥沙磨损问题会是重要挑战。冲击式机组内部流动过程复杂,流动状态的转换多;挟沙流动时,水气沙三相流动特性尚不明确,目前相关研究仍然较为匮乏。本文采用欧拉—拉格朗日方法对颗粒在冲击式水轮机内的全流动过程进行了数值模拟,详细地分析了三相流的水力特性、泥沙颗粒的流动特性以及磨损分布特点。计算结果显示,颗粒运动特性与理论模型较为吻合,预测的过流部件磨损分布与实测结果较为相似。
关键词
冲击式水轮机
旋转
水斗
水气沙三相流
泥沙磨损
数值计算
Keywords
Pelton turbines
rotating bucket
water-air-sand three-phase flow
hydro-abrasive erosion
CFD
分类号
TV136.1 [水利工程—水力学及河流动力学]
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职称材料
题名
旋转水斗内的非定常射流干涉
被引量：
7
2
作者
韩凤琴
肖业祥
久保田乔
机构
华南理工大学电力学院
出处
《华南理工大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007年第6期25-28,共4页
基金
国家自然科学基金资助项目(50379015)
文摘
采用动画解析法将冲击式水轮机旋转水斗内部的非定常流动进行时间和空间离散,在各离散的动画单元用拉格朗日法计算流体粒子的运动,模拟了非定常自由水膜流.对同一水斗,将第二射流的流动解析结果与对应的第一射流流态结果相叠加,就可根据叠加的水膜流态判断旋转水斗内的射流干涉现象.文中解析得到了旋转水斗内的射流干涉现象,并将其与模型试验照片的干涉现象进行了比较,确认发生了几乎相同的水膜流干涉.
关键词
射流干涉
旋转
水斗
多喷嘴
冲击式水轮机
数值解析
Keywords
jet interference
rotating bucket
multi-nozzle
Pelton turbine
numerical simulation
分类号
TK730 [交通运输工程—轮机工程]
下载PDF
职称材料
题名
冲击式水轮机数值流动解析研究
被引量：
2
3
作者
沈娜
韩凤琴
机构
华南理工大学广州学院电气工程学院
出处
《水力发电》
北大核心
2015年第12期68-71,75,共5页
基金
浙江省重大科技专项(2008C11057)
华广校级青年骨干教师研究课题(B1130007)
文摘
为了进行冲击式水轮机的流动解析,基于非定常矢量三角形提出了静止系和旋转系时空同期离散的基本理论。选择静止系自由射流最内缘代表流线和旋转系水斗分水刃尖端轨迹圆弧的交点作为非定常相互作用的局部原点,两坐标系的位置用非定常矢量三角形联系在一起来进行时空同期离散。在任意时空同期离散单元,用非定常位移矢量三角形来计算两坐标系代表位置的变化,成功求出了时空同期离散单元两坐标系的平移。数值流动解析结果表明,静止系自由射流进入旋转水斗的坐标平移能够解决水膜间的干涉问题。这种解析方法利用CFD为冲击式水轮机水斗几何形状的优化设计提供有力技术支持。
关键词
自由射流
旋转
水斗
时空同期离散
数值流动解析
Keywords
free jet
rotating bucket
space-time synchronous discretization
numerical flow analysis
分类号
TK730 [交通运输工程—轮机工程]
下载PDF
职称材料
题名
射流与旋转水斗时空非定常三维流动研究
被引量：
1
4
作者
沈娜
韩凤琴
机构
华南理工大学广州学院电气工程学院
出处
《水力发电》
北大核心
2017年第3期88-93,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(50879026)
浙江省重大科技专项(2008C11057)
华南理工大学广州学院优秀青年骨干教师项目(B1130007)
文摘
针对喷嘴射流与旋转水斗时空非定常流动关系进行研究,将二维"动画解析法"完善至三维空间,旨在更准确地追及射流干涉的影响。分析了射入当前水斗入射射流分支的几何结构以及偏离射流分支的后缘面,三维可视化描述了自由射流和旋转水斗的复杂非定常流动,得到了自由射流与旋转水斗之间非定常流动的相互作用关系,进而提出了动态水斗切入射流做瞬态复杂运动时,射流及水斗背面发生干涉现象的机理。分析结果表明,干涉引起水轮机性能变化正比于单位转速、射流膨胀率的增加,单位转速变化对于水斗干涉的影响要远大于射流直径膨胀变化带来的影响。
关键词
非定常流动
冲击式水轮机
喷嘴射流
旋转
水斗
干涉现象
Keywords
unsteady flow
Pleton turbine
injection jet
rotating bucket
interference phenomenon
分类号
TK735 [交通运输工程—轮机工程]
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职称材料
题名
基于微分几何水斗内移动网格的时空非定常流动
被引量：
1
5
作者
沈娜
韩凤琴
久保田乔
机构
华南理工大学广州学院电气工程学院
华南理工大学电力学院动力系
出处
《华南理工大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第2期39-44,共6页
基金
浙江省重大科技专项资助项目(2008C11057)
广东省教改委项目(BKYB2011099)
文摘
为了把时空非定常流动设计理念用于冲击式水轮机,旋转水斗自由曲面上复杂时空非定常水膜的数值可视化必不可少.文中采用局部非正交边界贴体网格(BFG)对水斗内表面进行描述,利用微分几何精确计算了网格处的自然基本矢量及其偏微分,得到了水斗表面的局部曲率、沿曲面最短距离以及微小曲面面积;成功地将流体的水膜移动网格点投影到了水斗内表面上.用建立的投影理论实现了从旋转水斗缺口及分水刃进入的非定常水膜移动网格的数值可视化,与模型试验照片的比较表明,该数值方法是有效的.
关键词
冲击式水轮机
旋转
水斗
非定常流动
水膜流动
自然基本矢量
微分几何
Keywords
Pehon turbine
rotating bucket
unsteady flow
water film flow
natural basic vector
differential geometry
分类号
TK730 [交通运输工程—轮机工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
冲击式水轮机含沙三相流与磨损特性数值研究
肖业祥
郭豹
张瑾
梁权伟
刘洁
《水电与抽水蓄能》
2021
9
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职称材料
2
旋转水斗内的非定常射流干涉
韩凤琴
肖业祥
久保田乔
《华南理工大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007
7
下载PDF
职称材料
3
冲击式水轮机数值流动解析研究
沈娜
韩凤琴
《水力发电》
北大核心
2015
2
下载PDF
职称材料
4
射流与旋转水斗时空非定常三维流动研究
沈娜
韩凤琴
《水力发电》
北大核心
2017
1
下载PDF
职称材料
5
基于微分几何水斗内移动网格的时空非定常流动
沈娜
韩凤琴
久保田乔
《华南理工大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012
1
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职称材料
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