摘要：为改进水泵水轮机S特性曲线,开展了水泵水轮机设计及数值模拟研究.首先,设计了多个等长叶片转轮,以研究叶片安放角对水轮机工况效率和S特性曲线的影响;然后,选取一高效率等长叶片转轮,并应用长短叶片设计,以研究其对S特性曲线的影响.结果表明:选取较小的叶片安放角可增加水轮机工况的效率,但S特性更加突出;而应用长短叶片设计虽然会导致设计工况下的水力效率有所下降,但是S特性得到明显改进.

摘要：针对水利水电工程施工动态仿真的复杂性,基于虚拟现实技术,采用高效的图形渲染引擎,进行物理系统的模拟,展现出具有真实感的可实时交互的虚拟场景,并将系统仿真信息与图形紧密结合起来,为水利水电工程的设计、管理提供一种全新的环境,为决策者提供更科学、直观的依据。

摘要：由于受地形条件限制,长河坝水电站导流洞进水口边坡几乎整个边坡设计为直立坡,最大高度为148m。这种边坡布置方式在国内、外很少见,其变形、稳定问题关系到该工程导流方案的成败,非常重要。为了解边坡的稳定性,以及了解边坡加固方式的有效性及合理性,采用有限元方法对边坡开挖、加固过程进行模拟,给出边坡的变形、屈服区以及锚杆等应力情况,特别分析裂缝和裂隙对于边坡变形、屈服以及锚杆应力的影响,利用降强度计算方法得到边坡的抗滑稳定安全系数。研究成果对边坡的开挖及加固具有指导意义。

摘要：电力市场日益增长的需求导致水泵水轮机频繁地改变运行工况,在偏离设计工况条件下,不得不历经压力脉动幅值较高的区域运行。混流式水泵水轮机的压力脉动主要由动静干涉、旋转失速以及尾水管涡带等不稳定流动引起的。然而,当前关于过渡过程中压力脉动的研究偏少,通常侧重于稳态运行。本文根据现场实测压力数据,采用Savitzky-Golay方法提取过渡过程中的压力脉动,并利用FFT、STFT等方法进行信号处理,揭示了实际抽水蓄能电站水泵水轮机甩负荷过程中压力脉动组成成分和相对强度变化的普遍规律。结果表明:蜗壳进口、无叶区在经过飞逸点后压力脉动将由高频的动静干涉和低频旋转失速共同组成,其动静干涉幅值极值分别出现在制动工况和飞逸点,旋转失速幅值极值均出现在飞逸点以后的制动工况。尾水管压力脉动组成频率则集中在低频区,与涡带和不稳定流态有关。

摘要：盖重压渗是深厚型冲积地基堤防的主要渗流控制措施。通过研究地基弱透水表层与透水层的渗流交换研究渗透扬压力与盖重土层有效重力的平衡关系,建立了普遍适应性的堤防盖重压渗计算模型,采用VB6 0语言编制了可视化操作界面并开发了计算机绘图功能,研制出方便快捷的堤防盖重压渗设计系统。通过实际应用证明,其渗流计算结果与有限元计算结果十分接近。

摘要：在有限元计算大坝的渗流场和应力场的基础上,对大坝渗流场的分布规律及其对坝坡稳定性的影响进行了详细分析,弄清楚了大坝产生异常渗流的原因,揭示了大坝内部异常渗流和开裂的关系。研究结果为大坝的除险加固设计提供了理论依据,也可为今后土坝的设计施工起到指导作用。

摘要：目前水电站过渡过程数值分析主要是采用面向过程设计基于特征线法的程序,本文从水击的基本方程出发,结合数值计算中显格式与隐格式的优点,提出一种将显格式与隐格式联合用于管网非恒定流计算的思路,建立相应的基于图形操作界面的自动编码与自动分层方法,实现引水发电系统图形化建模,并以追赶法为基础,提出管网隐式差分格式计算的分层并行解法,解决管网中非棱柱体管道及短管在显格式计算中处理困难的问题,实现计算效率与计算精度的综合最优。文中还结合某工程实例,数值仿真对比了等价与真实尺寸尾水管在机组甩负荷过程中压力值的差别。

摘要：提出一种快速响应开发方法,首先将流道设计成参数化、尺寸驱动的三维模型。然后,利用数值模拟的方法得到水流压力、速度分布等微观水力特征,并以此分析新型结构流道的消能原理及效果。最后,利用快速成形技术制造出多种结构形式的一体式灌水器原型,同时利用这些原型直接完成性能试验。以自行开发的新型绕流灌水器为例,对比传统开发方法,其开发成本和周期均减少50%以上。

摘要：为了更好地认识冻融过程对季节性冻融农业区土壤矿质氮有效性的影响,以吉林省长春市黑顶子河流域为研究对象,采用改进的树脂芯法开展了自然状态下表层土壤氮素原位培养试验。结果表明:土壤冻结过程使各下垫面土壤铵态氮含量增加了170%,硝态氮含量减少了19%,进而增加了土壤矿质氮含量及铵态氮所占比例,同时使各下垫面土壤铵态氮含量变异系数减小36%,硝态氮含量变异系数增加了250%。冻土融化过程中,土壤铵态氮含量无显著变化,硝态氮含量显著增加后趋于稳定;冻土融化初期,积雪融化和积雪融化与冻土融化的叠加过程使各下垫面土壤铵态氮含量变异系数分别增加了39%和48%,硝态氮含量变异系数减小了65%和40%,但大部分阶段硝态氮变异系数大于铵态氮。冻融过程中,土壤含水率的变化并未对土壤中铵态氮和硝态氮含量产生显著影响。

摘要：喷水推进泵内空化的发生直接影响推进效率,尤其是进入性能陡降工况,针对目前对该工况下喷水推进泵内涡与空化相互作用认知不足,极需从机理方面展开研究。本文采用分离涡流模拟(detached eddy simulation,DES)湍流模型Zwart-Gerber-Belamri(ZGB)空化模型对性能陡降工况下的喷水推进泵内部空化流场进行数值模拟,并结合柱坐标系下的涡量输运方程对喷水推进泵内涡与空化的相互作用机理进行分析。研究表明:数值计算的空化性能曲线与实验测量结果吻合较好;涡线拉伸扭曲项与涡量分布密切相关;斜压矩项和膨胀项主要集中在汽液交界面处,会引起涡量场的重新分布,并且膨胀项的量级要大于斜压矩项;在间隙处,粘性耗散性量级较大,粘性耗散项的作用不可忽略。