溢流反弧段的紊流边界层及摩阻特性

本文介绍不同曲率半径和不同粗糙度时反弧段紊流边界层的研究成果．导出反弧段的摩阻计算公式，并计算了反弧段摩阻流速及壁画切应力等，发现在反弧末端，壁面切应力明显增大，对粗糙度变化反应敏感．

溪洛渡水电站泄洪洞双曲挑坎体形设计

溪洛渡水电站4条泄洪洞位于沙谷两岸,为防止泄流水舌冲刷河岸,要求水舌挑射玉河床中心,同时使水舌沿河道方向扩散。为此,泄洪洞出口采用了异形扭曲挑坎。在不可压缩流的Navier Stokes方程基础上,以求解流体力学逆命题的方式,按照水电站的地形、地质条件及下泄水流的具体要求,根据事先选定的挑流入水范围,通过计算反求能满足这些要求的挑坎体形。按此设计出的双曲挑坎满足上述要求,而且泄水时挑坎上的压力均呈正压,有利于防止空化的产生。

曲率缓变型反弧段水流的时均特性

本文提出一种曲率缓变型反弧曲线设计方法，用激光测速系统研究了该反弧水流的时均特性．得出反弧段水流时均流速分布，壁面压强、壁面切应力及紊流边界层的沿程变化．与单圆弧反弧体型试验成果比较表明，反弧曲率的连续缓变，使壁面压强分布和空化数变化缓和，消除了曲率突变点存在的逆、顺压力梯度；过渡层紊流强度减小２０－３０％；切应力系数有所下降，反弧末端切应力系数Ｃ＇ｆ减小１０％．本文还对反弧水流紊流边界层厚度的变化，及下游水平段边界层二次发展现象提出了看法．

明流泄洪洞反弧段体型的研究

在对多种变曲率反弧曲线的比较分析后，进行了大小不等的单圆弧反弧和连续反弧曲线反弧面的水力特性试验和分析认为，在明流泄洪洞反孤段上，采用变曲率反弧曲线对减免反弧末端空蚀破坏的作用甚微，宜考虑采用较大半径的单圆弧反弧，并在实际运用中应避免中小流量的泄流工况。

泄水建筑物反弧曲线的合理形式

系统总结了水电工程泄水建筑物反弧抗空蚀体型研究的现有成果，从理论上分析了抗空蚀反弧曲线应是一条曲率处处连续的曲线，提出了抗空蚀反弧曲线的新形式，并给出了计算实例。该反弧曲线能够显式表达，形式简单，便于推广应用。

溢流坝反弧段紊动水流的数值模拟

本文采用非正交网格控制容积法及ｋ—ε二方程紊流模型，求解二维时间平均Ｎ－Ｓ方程，对反弧段紊流进行数值模拟．计算中分别采用了标准的和考虑曲率修正的ｋ－ε紊流模型．后者计算结果与实测值符合良好．本文亦讨论了位置未知的自由水面的处理．

用于CFD计算的急曲率水斗背面贴体网格离散方法

针对冲击式水轮机水斗表面的网格生成方法对计算流体流动、水轮机背面干涉和水轮机效率十分重要,基于边缘等分和定向投影建立了一种能适应急曲率水斗正面和背面贴体网格的生成方法,计算得到了一表面曲率急剧变化的水斗贴体网格。研究表明,此法简单易行,表面适应性强,对急曲率水斗正、背面均能获得均匀、平滑的贴体网格。

长塘双曲拱坝泄洪消能研究

长塘水电站大坝为碾压混凝土双曲拱坝,最大坝高88 m,采用3表孔+1中孔泄洪消能方式。本文介绍了泄洪消能布置方案的研究,泄水建筑物体型优化,以及3个溢流表孔采用锥形体鼻坎体型,解决长塘泄洪中出现的向心水流和消能防冲问题的研究成果。

溢流反弧段的壁面摩阻特性的分析与计算

本文将流速对数律和流速指数律相联系,推导了溢流反弧段的摩阻流速的计算公式,对其进行了分析。并利用所量测的反弧段流速指数和边界层的资料,计算了不同粗糙度和不同曲率半径时反弧壁面摩阻流速及切应力等。

椭圆弧底板在溪洛渡泄洪洞中的应用

以位于金沙江上的溪洛渡水电工程为载体,对其泄洪洞出口进行了体型优化。利用椭圆弧的曲率特性,给出了泄洪洞出口椭圆弧体型的设计方法。成功地解决了原设计方案水舌挑距过短,淘刷本岸的缺点;同时克服了挑坎曲率突变、参数选择困难的弊端。文中给出的体型既可保证水体受力的均匀,又可适应不同工程的具体要求,可供溪洛渡工程及类似工程参考使用。

窄河道大交角泄洪洞出口体型优化试验研究

某电站深孔泄洪洞下泄流量大,水头高,出口位置处河道狭窄,泄洪洞轴线与河道交角大,且离电站尾水出口近。针对以上特点,本文对深孔泄洪洞出口体型提出斜切扭曲挑坎和窄缝挑坎两个方案,并分别进行了优化试验研究,结果表明:斜切扭曲挑坎方案和窄缝挑坎方案的归槽情况都较好,涌浪最大的地方及冲坑最深点均在山嘴处;斜切扭曲挑坎方案的冲坑较浅,但涌浪高且电站尾水处可能有泥沙进入;窄缝挑坎方案对电站尾水影响小,但冲坑深度较斜切扭曲挑坎方案大。

基于双曲率构型的弧形斗式风扇气动性能优化研究

风扇是电机冷却系统的重要组成部分,冷却风扇性能的好坏将直接影响电机是否能够长期安全有效的运转。基于单曲率与双曲率结构,对优化的弧形斗式风扇气动性能进行数值研究,结果发现:双曲率结构使弧形斗式风扇全压效率整体高于原始风扇全压效率,全压效率最高提升了9.16个百分点;双曲率弧形斗式风扇在轴向及径向均可减轻流体对叶片的冲击,延缓流动分离,有效提高风扇整体压差,增大风扇整体效率。