摘要：某电站一混流式转轮在模型试验中性能均达到设计要求,在实际电站使用中采取了与模型试验不同的导叶与之匹配,出现出力不足现象。本文针对这一现象,采用SIMPLEC算法及RNGk ε模型对整个流道进行三维粘性流动计算,分析原因,并根据实际情况在原型基础上对转轮进行深入优化,以流场数值模拟预测流动性能,不再进行模型试验。优化后转轮经电站实际运行后,表明其性能达到了预期要求。

摘要：为了更有效的发挥流动计算技术在转轮优化、性能预测和新产品设计方面的作用 ,深入探讨内部流态与外特性间的关系是十分必要的。本文选择具有实测结果的混流式转轮进行了内部流场计算。首先对不同工况下计算的能量特性与试验值进行了细致的比较 ,结果表明 ,计算预测的转轮流量、效率等与试验曲线在设计工况附近时十分接近 ,在偏工况计算结果与实测结果虽有差别 ,但仍能反映转轮的主要特性 ;在此基础上 ,重点讨论了转轮内流场与外特性间的联系。分析表明 :转轮的最优效率区的位置和形状与进口冲角和出口环量密切相关 ,即小进口冲角区与小出口环量区的交集形成了水轮机的最优效率区 ;尾水管的压力脉动与转轮出口环量的大小密切联系 ,大的转轮出口正环量区对应着强度较大的尾水管的压力脉动 ;较大的进口负冲角易在叶片正面形成较大旋涡 ,转轮进口压力脉动可能与进口处该旋涡区的不稳定性有关。

摘要：基于三维反问题设计方法和CFD技术,结合试验设计方法和模拟退火优化算法,以轴面流道形状参数和叶片形状参数为设计变量,以叶轮效率为优化目标,建立了离心风机叶轮三维反问题气动优化设计方法。叶片形状通过三维反问题设计方法由叶轮的环量分布参数表达。运用该方法进行了离心风机叶轮的优化设计,叶轮效率提高了3.3%。根据建立的优化设计变量和叶轮效率之间的响应面函数关系式,分析了不同轴面流道形状参数和环量分布参数及参数间交互效应对叶轮效率的影响。结果表明:相对于轮盘处轴面流道轮盖处型线和环量分布形式,轴面流道叶片进口边倾斜角对叶轮效率影响更为显著。

摘要：介绍了中国农业大学密切联系生产实际培养应用学科研究生的做法,使研究生既能在野外艰苦条件下进行学习和研究,成果面向国际学科前沿,同时又具备较高的综合素质。团队扎根西北旱区二十余年,将野外实验站–示范基地–田间学校–科技农户–德育基地进行综合集成和链环式布局,以创建8项规则、实施8项举措、设计5个环节、开展8项活动为抓手,系统设计严谨治学态度养成、敏锐洞察力培养、综合视野拓展和高尚精神品德锤炼等素质培养工作,实现了研究生科技创新与自我管理能力、瞄准国际学术前沿与服务中国大地能力、掌握多学科知识与系统解决复杂问题能力、精湛专业技能与家国情怀“四融合”,显著提升了高层次人才培养质量。

摘要：通过求解包括导叶、转轮、尾水管3大过流部件在内的水轮机流道内的三维不稳定Reynolds平均Navier-Stokes方程,获得了不同开度部分负荷下的尾水管压力脉动特征和涡带特征.计算采用了RNG k-ε模型.对所计算的水轮机,在尾水管进人门中心对压力脉动进行了现场实测.计算与实测的比较表明,在开度为65%～80%的范围内,计算所得涡带压力脉动低频频率与实测值吻合良好; 在80%左右开度下,幅值预测也很准确,但65%左右开度下,幅值偏差略大; 结合尾水管内涡带运动特征,对计算方法进行了评价: 由于所采用的k-ε系列模型为统计模型,计算的压力脉动未能反映实测中出现的高频成分.

摘要：采用Realizable κ-ε湍流模型和SIMPLEC算法,对离心挖泥泵全流道内三维不可压湍流流动进行了数值模拟。根据计算结果分析了挖泥泵叶轮和泵壳磨损严重的原因,提出了在三维湍流数值分析基础上的挖泥泵叶轮优化设计方法。最终提高了效率,降低了叶轮磨损程度。

摘要：为提高深梁结构内力及变形的计算精度和效率,以 Timoshenko 梁理论为基础,建立了深梁位移控制方程,进而构造了深梁挠度、截面弯曲转角和剪切角的解析位移形函数.采用势能原理建立了深梁的势能泛函,利用势能变分原理得到了解析型单元列式,进而给出了解析型单元总刚度矩阵,将其与理论解、插值多项式深梁单元进行对比分析.结果表明:构造的解析型单元只需划分为一个单元即可保证计算的深梁挠度和转角与理论解一致,采用插值多项式单元确定的挠度和转角与理论解的相对误差最大可达到 19.785%.同时,为验证剪切变形对深梁位移影响,将构造的单元与 Euler 梁单元的计算结果进行对比.对比表明:对于承受均布荷载作用的悬臂梁,基于 Euler 梁计算的位移与基于 Timoshenko 梁理论构造的解析型单元计算的位移偏差可达到 50%;对于承受端部集中弯矩作用的简支梁,基于 Euler 梁计算的位移与基于 Timoshenko 梁理论构造的解析型单元计算的位移偏差可达到 10.769%.本文构造的单元满足了高精度、高效率的要求;该解析型梁单元可适用于浅梁分析,且不存在剪切闭锁的问题.

摘要：采用双参数弹性地基模型和Timoshenko深梁模型,建立了弹性地基一般梁挠度控制方程,求解得到了挠度方程解析通解,构建了双参数弹性地基深梁的挠度、截面弯曲转角及剪切角的解析位移形函数。建立了梁模型、梁基模型等两种势能泛函,利用最小势能原理,构造了两个双参数弹性地基深梁单元,给出了单元列式。分析表明:梁模型单元在均布荷载作用下误差为0.221%,非均布荷载作用下误差为0;梁基模型单元在均布荷载作用下误差为0,在两端集中力作用下误差为6.597%,在跨中集中力作用下误差为102.716%;同时,该文提出的双参数Timoshenko梁模型单元不存在剪切闭锁的问题。

摘要：解纤维梭菌Clostridium cellulolyticum是产纤维小体的专性厌氧菌,由于其培养困难,目前仍难以实现高效培养。文中采用响应面法对产纤维小体的解纤维梭菌***高细胞密度培养的条件进行了优化。首先用Plackett-Burman实验设计对影响因素效应进行评价,筛选出的显著影响因素分别为:酵母提取物浓度、纤维二糖浓度及培养温度。之后用最陡爬坡实验设计逼近菌体最佳生长条件的区域范围。最后通过中心组合实验设计和响应面分析方法确定显著影响因素的水平和***的最优培养条件。优化后的显著影响因素酵母提取物浓度、纤维二糖浓度和培养温度分别为3 g/L、7 g/L和34℃。在最优条件下,摇瓶培养的菌体浓度OD600值由0.303提高到了0.586,增加了93.4%。在发酵罐批次培养条件下,菌体OD600值达到了3.432,比文献报道值高出了2.8倍。研究结果为***培养及应用研究提供了基础。

摘要：为了更加准确地研究上向流水轮机内部流动情况,评价其水力性能,指导水力设计,建立了上向流水轮机(包括蜗壳和转轮)的全流道几何模型.利用非结构化网格划分技术进行流道的网格划分,在转轮叶片、蜗壳导叶等壁面进行网格加密,网格尺度的选择保证满足湍流计算对壁面y+的要求.基于RNG k-ε湍流模型进行水轮机内部流场的求解,利用流体体积法进行自由液面捕捉,得到上向流水轮机在考虑自由液面时的内部流动模拟结果.基于数值计算结果进行了水轮机内部流动的损失分析,研究发现:在水轮机固定导叶和转轮进口之间的流道存在较大的损失,占总损失的73%;内部流动细节显示该区域的台阶结构是损失的直接诱因,同时造成了转轮进口流态恶化;可通过改进上向流水轮机过渡段的设计消除台阶,以改善上向流水轮机能量性能.