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第四届全国水力机械及其系统学术会议

召开年：2011
召开地：兰州
出版时间： 2011-09-18

主办单位：中国水利学会;中国水力发电工程学会;中国机械工程学会;中国农业机械学会;中国工程热物理学会;中国动力工程学会

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1.基于自由曲面变形的水力机械叶轮形状的参数化控制
- 张人会;杨军虎;李仁年
- 《第四届全国水力机械及其系统学术会议》 | 2011年
摘要：针对在水力机械叶轮优化设计研究中存在叶轮内流道形状难以参数化的问题，提出采用自由曲面变形(FFD)方法对叶轮内流道形状进行控制，将叶片空间曲面嵌入到一个均匀剖分的三参数张量积控制体内，利用移动控制点的方法来使控制体发生变形，从而达到方便地改变叶片形状的目的，通过对离心泵叶片形状的变形实例计算结果表面所提出的方法是可行的。
2.螺旋离心泵内固液两相非定常流动的数值模拟
- 韩伟;马薇;李仁年;朱登魁;权辉
- 《第四届全国水力机械及其系统学术会议》 | 2011年
摘要：为研究螺旋离心泵水力不稳定特性，采用标准k ?ε湍流模型，Mixture多相流模型与SIMPLEC算法对150×100LN-32型螺旋离心泵设计工况进行了一个周期固液两相非定常流动的数值模拟。分析了蜗壳截面在不同时刻的静压分布，由于叶轮和蜗壳的耦合作用以及螺旋段的逐级加能的作用使得蜗壳内静压呈周期性变化；结果表明：蜗壳内固相体积浓度的分布规律，随着时间的推移，固相体积分数最大区域逐渐靠近蜗壳出口，且固体颗粒主要集中在径向尺寸较大的蜗壳壁面上；由于压差的作用，流道内的漩涡主要分布在叶片的吸力面附近，当蜗壳出口段压力达到最大时隔舌处的回流最为严重。
3.基于CFD的轴流泵非稳定工况性能改善研究
- 杨华;孙丹丹;汤方平;刘超
- 《第四届全国水力机械及其系统学术会议》 | 2011年
摘要：轴流泵不稳定运行区(马鞍区)的存在，不仅使得水泵高效区变窄、机组结构的振动，甚至会引起共振，严重影响泵站的安全稳定运行。因此改善马鞍区的不稳定运行具有十分重要的意义。本文采用商用软件ANSYS CFX，基于N-S方程，选用RNG k-ε湍流模型，对轴流泵进口无挡板、设置挡板分别进行三维不可压湍流数值模拟计算。分析结果显示，在叶轮进口处设置挡板有效的消除了马鞍区的存在，流量扬程曲线变化平缓。小流量工况下，叶片主要做功区压力面吸力面之间压差增大，叶轮进口回流面积减小，效率有所增加。该研究为进一步探索轴流泵非稳定工况内部流动机制、改善甚至消除轴流泵不稳定区的存在奠定了基础。
4.螺旋离心泵叶轮水力设计的改进方法
- 李仁年;朱登魁;敏政;张文革;张忠华
- 《第四届全国水力机械及其系统学术会议》 | 2011年
摘要：针对螺旋离心泵采用一元理论进行水力设计中存在的问题，分析了轴面流线在叶片进口、出口边分点难以确定的原因，参考螺旋离心泵的水力设计方法，给出了螺旋离心泵叶轮水力设计的改进方法。通过实例给出了螺旋离心泵叶轮水力设计改进方法的具体应用，并绘制了轴面投影图、轴面截线图和叶片剪裁图，解决了该类型泵流线剪裁图上进口边难以确定以及螺旋离心泵叶轮离心部分轮缘处流线不易表现等问题。
5.高速诱导轮非定常汽蚀数值模拟研究
- 唐飞;李家文
- 《第四届全国水力机械及其系统学术会议》 | 2011年
摘要：诱导轮是提高液体火箭发动机离心泵汽蚀性能的重要部件，而高速诱导轮中出现的非定常现象有时会严重影响涡轮泵的正常工作。利用基于Rayleigh-Plesset的混合模型，对高速诱导轮进行了非定常汽蚀计算，并分析了旋转汽蚀发生时入口回流涡的变化特征。通过计算，得到了不同汽蚀数条件下的非定常汽蚀流动，并捕获得到具有稳定特性的等气穴长度汽蚀和具有不稳定特性的旋转汽蚀现象。结果分析表明：旋转汽蚀与入口回流涡相关，等气穴长度汽蚀的回流涡强度较小，而旋转汽蚀的回流涡强度则较大，且具有周期变化的特点。
6.基于ANSYS不锈钢激光焊接叶轮模态分析
- 王洋;王维军
- 《第四届全国水力机械及其系统学术会议》 | 2011年
摘要：为研究不锈钢激光焊接叶轮在流场中的动态特性，对叶轮及周围流场进行三维实体建模，采用有限元分析软件ANSYS建立相应的三维有限元模型。通过对流场的计算获得叶轮内部的流场压力，将流场压力加载到叶轮表面上，采用振动力学和有限元理论分析叶轮在流场载荷作用下的固有频率及振型特征。计算结果为该叶轮的优化设计提供参考。
7.基于RNGk-ω湍流模型流动分析的混流式转轮的优化设计
- 刘树红;吴玉林;左志钢;吴晓晶;西道弘
- 《第四届全国水力机械及其系统学术会议》 | 2011年
摘要：本文采用涡动力学参数对混流式水轮机转轮的流动进行了诊断及改进。首先提出了一个基于RNG k -ε模型的新的 RNG k -ω模型，即将时均流动的非线性项植入k -ω模型中的ω方程中；其次利用此模型完成了混流式水轮机的能量特性预测。在此基础上，通过运用涡动力学特性参数详细分析了水轮机中的流动特性。文中比较了原转轮和改进转轮的模拟结果。计算结果表明，在最优工况点，改进转轮与原转轮相比，水力效率从93.6%提高到94.5%。
8.混流式转轮水中固有频率分析研究
- 吕桂萍;庞立军;赵冰燃
- 《第四届全国水力机械及其系统学术会议》 | 2011年
摘要：本文采用不同的边界条件对混流式转轮进行了水中固有频率的分析计算，提出了边界条件对转轮水中固有频率的影响，对今后分析转轮在水中的固有频率具有一定的参考价值。
9.水轮机活动导叶加强方案刚强度对比分析
- 王燕
- 《第四届全国水力机械及其系统学术会议》 | 2011年
摘要：活动导叶是水轮机的主要部件之一，其刚强度能否满足要求对整个机组的安全运行起着至关重要的作用。本文利用结构分析软件ANSYS对某一轴流机组活动导叶进行刚强度分析，针对空心结构活动导叶刚强度偏低的情况，提出三种加强方案并对其进行了分析比较，得出具有参考价值的结论。
10.轴流式水轮机间隙空化与翼型空化差别浅谈
- 覃大清;韩秀丽;刘斌;刘万江;魏显著
- 《第四届全国水力机械及其系统学术会议》 | 2011年
摘要：本文介绍了轴流式水轮机间隙空化与翼型空化的差别，并针对在轴流式水轮机模型试验中出现的特殊空化现象，通过 CFD数值模拟技术进行分析，初步确定发生空化位置，采取一定的消除间隙空化措施，并在模型试验中进一步证实，该空化现象为间隙空化。
11.高水头混流式水轮机导叶位置关系对水力性能的影响
- 刘万江;魏显著;韩秀丽;许彬
- 《第四届全国水力机械及其系统学术会议》 | 2011年
摘要：本文介绍了在一个高水头混流式水轮机项目转轮设计过程中由于增加了圆筒阀，而缩小了导叶分布圆，引起模型效率明显下降的问题。通过CFD数值模拟技术对混流式水轮机进行分析，找到问题根源，采取对应措施进行解决。并且通过模型试验进行了验证。
12.混流式水轮机尾水管压力脉动特性分析
- 茅媛婷;郑源;周大庆;张单
- 《第四届全国水力机械及其系统学术会议》 | 2011年
摘要：随着巨型水力发电机组的广泛应用，混流式水轮机尾水管压力脉动又一次得到关注。本文通过对我国某巨型混流式水轮机模型机组全流道进行了基于大涡模拟的全三位非恒定流数值模拟，对水轮机在综合特性曲线范围内的多工况点进行模拟，取得了尾水管中非定常流动以及涡带的特性，，研究结论表明:大涡模拟方法对湍流脉动的大尺度分量进行直接模拟,对强旋流有很好的适应性,能够较准确预测水轮机的压力脉动。揭示了尾水管压力脉动与导叶开度的内在联系，对模型实验数据和数值模拟结果的比较得出，导叶开度对调节机组振动有着关键的作用，对电站的实际运行具有一定的指导意义。