摘要：为了研究阀体间隙对于管道球阀性能和内部流动特性的影响,基于有限体积法和标准k-ε湍流数值模型,对管道球阀含有间隙和不含有间隙的流道模型进行三维数值模拟计算.结果表明:无论是含有间隙和不含有间隙的管道球阀流道模型,球阀的流量系数特性、阻力系数特性、空化系数特性,都是在球阀开启角度40°~50°时发生转变;此时,截面YOZ压力存在压力局部位置较大的集中区域以及旋涡分离现象,会形成2个大小基本相同且对称分布的旋涡.含有间隙的球阀模型,阀体间隙影响管道下游的流动分布(压力分布、速度分布以及涡分布),流动更加复杂.同时,阀门开度对阀门过流截面上的压力分布也有一定的影响.在进行球阀性能精确预测时,不可以进行简化处理,必须考虑间隙对球阀性能和内部流场分布的影响.

摘要：以某水电站混流式水轮发电机组为例,通过求解雷诺方程对机组各导轴承进行求解得到轴承动力参数;利用CFD全流道数值模拟计算了水力不平衡力;采用Muszynska模型用平均流速描述转轮密封力得到转轮上冠、下环密封的等效刚度和阻尼;建立转动部件用于分析的动力学模型,分析了机组在正常运行工况和飞逸工况下的振动特性。通过对机组转动部件在水力、电磁不平衡力以及机械力耦合作用下动力特性分析,得到了机组的前六阶模态、振型以及机组轴线的振动情况,对水轮发电机组转子系统的设计有一定的指导意义。

摘要：为提高离心泵叶轮的效率,提出了神经网络与遗传算法相结合的设计方法。通过均匀试验设计与CFD仿真获得样本数据点集,进而运用BP神经网络技术建立离心泵的效率与影响因素之间的代理模型。最后,利用遗传算法求取该优化模型,即可得到所求问题的最优解。将这一方法用于某离心泵叶轮的优化,结果表明该方法可以获得很好的效果。

摘要：为综合优化离心泵作透平的水力和声学性能,建立了一种基于响应面的离心泵作透平水力和声学性能多目标优化方法。首先在对比分析叶轮几何参数对透平水力和噪声影响的基础上,根据敏感度筛选出对噪声影响显著的关键参数;进而应用响应面方法构造显著变量与多目标函数的响应面多元回归模型,分析影响水力效率与噪声的参数间交互作用;最终以水力效率不降低和总声压级最小为响应目标,兼顾性能与噪声确定最优参数组合,即叶片进口安放角为19.5°,叶片出口安放角为20°,叶片出口宽度为16 mm,叶片包角为92°,叶轮进口直径为101 mm,叶片数为12。对某离心泵作透平多目标优化结果表明,叶轮进口直径、叶片出口宽度、叶片数及叶片包角对内场噪声总声压级影响显著;响应面模型能够反映参数与响应值之间的相关性;经试验验证优化后透平水力效率平均提高了1.98个百分点,总声压级降低了4.95 d BA,表明采用的响应面法能够在不影响透平原有水力性能的前提下改善声学性能。

摘要：采用接触式探针和粒子图象测速技术(PIV)对导叶式离心泵径向导叶内流场的流动特性进行了研究。基于圆柱形微型三孔探针测试结果对5种流量下导叶的压力恢复能力进行了评估,测孔位置覆盖了导叶进出口截面和主线截面。压力恢复系数的理论值和试验值表明当流量大于导叶设计流量时导叶内产生了较大的静压损失。2C/2DPIV可视化试验的研究结果表明大流量下导叶叶片压力面发生了流动分离。设计了不同参数组合的涡流发生器来对流动分离现象进行控制,试验研究了6种方案对模型泵大流量工况下性能的影响,获得一组最佳方案,并分析了采用该方案后导叶内的流动特性。

摘要：利用三维激光扫描仪测量得到风机叶片的三维点云数据,结合逆向工程设计理论与方法,对轴流风机叶片进行逆向建模,并反求出了叶片的几何参数和提取其动特性参数。根据轴流风机叶片特点,将风机叶片点云数据切片得到截面曲线,基于三次样条插值理论利用Matlab软件对截面曲线的叶盆和叶背进行拟合,用圆弧逼近叶型的前后缘,并基于二维草图约束技术对各截面曲线进行几何特征约束,最终反求得到了风机叶片模型,并提取得到了叶片的特征参数。结果表明,该方法能够快速、准确构造出风机叶片曲面,并提取到叶片的相关特征参数,为逆向工程中快速重构模型提供了方法。

摘要：以多级离心泵为模型,设计A、B、C、D 4组不同的交错方案,A为叶轮相位不交错、B为叶轮相位交错一个流道相位的1/2、C为叶轮相位交错一个流道的1/(Z-1)、D为叶轮相位交错一个导叶流道的1/(Z-1)(其中Z为叶轮叶片数)。通过4组方案对多级离心泵的三维全流场进行数值分析,得到不同叶轮交错方案在不同工况条件下流场对机械部件的荷载变化。分析结果表明:叶轮相位交错使转子的径向力矢量分布向轴心集中;叶轮相位交错结构可以有效地减小转子受到的径向力,使转子运行稳定性得到提高;叶轮相位交错会使得不同工况下的转子受力波动幅值和成分发生改变;在设计工况下数值计算轴向力绝对值要高于理论计算的结果。

摘要：分别从理论推导和数值模拟的角度,分析了剪切流中湍流动能的衰减规律.通过简化湍流变量输运方程,采用Matlab求解了使用标准k-ε模型计算剪切流时湍动能在不同高度处的数值解,通过fluent数值模拟,验证了理论数值解,并与均匀流中的数值模拟结果进行对比,分析了在剪切流中入口湍流强度和湍流黏性比、来流速度梯度和输运方程扩散项等对湍流变量衰减的影响规律.结果表明:剪切流中存在湍流动能衰减;入口湍流强度对湍流变量输运方程生成项的影响较大,湍流黏性比对湍流变量输运方程生成项的影响较小;当入口湍流强度相同时,入口湍流黏性比越大,湍动能衰减的越快,来流速度梯度对湍动能衰减的影响越小;当入口湍流黏性比相同时,入口湍流强度越大,湍动能衰减的越慢,来流速度梯度对湍动能衰减的影响越大.

摘要："主油泵-油涡轮增压泵"型式的油系统已广泛应用于600 MW及以上等级大型汽轮机组。根据油涡轮各部件流道几何特点、工作原理及系统对于油涡轮流体动力性能要求,在一定假设条件下推导出油涡轮设计过程中主要几何参数与外特性的关系方程。结合某1 000 MW汽轮机组油系统研制要求设计出了两个油涡轮方案,采用CFD软件进行多方案、多工况数值模拟和性能预测,揭示了所推导出的流道几何参数对油涡轮流体动力性能影响关系。通过油系统试验获得了两个方案的外特性,验证性能预测的可靠性,进一步证明分析方法的可行性,为完善这类油涡轮的设计方法奠定了一些基础。

摘要：循环泵运行于自流工况时会产生异于常规的内流结构和压力脉动信号。为剖析自流工况下循环泵内流特征和压力脉动特性,采用大涡模拟方法对额定流量下常规工况和自流工况内流进行数值计算和对比分析。研究表明:自流转速随自流流量的增加呈线性递增趋势,考虑叶顶间隙时自流转速的计算误差仅为设计转速的2.41%;自流工况下的主要内流特征为叶轮和导叶压力面流动分离,叶轮表面呈典型的斜流趋势;自流工况下压力脉动的特征频率为叶频,其幅值远大于常规工况;导叶前缘产生的分离涡是破坏导叶内流稳定性的主要原因,非稳定流动结构引起的低频激励主要产生于导叶流道的中后段以及出口区域。研究工作初步揭示了循环泵自流工况下的内流特征和压力脉动特性,为后续循环泵的应用和优化提供了有益的指导。