基于虚拟补偿力的环形流道式离心泵能量特性高效预测方法研究

环形流道式离心泵能量特性预测是其水力设计及优化过程中不可或缺的环节,目前最常见的计算模式是采用RANS模型在同一套网格下开展不同流量工况下的稳态计算。工程实践表明,这种常规计算模式预测到的能量特性往往与实验间存在较大的固有偏差,特别表现为扬程和轴功率存在显著的正偏差,严重影响设计者对水力性能的预判。针对这一问题,本研究首先结合实际案例开展了溯源分析,发现这种常规计算模式存在高估螺旋度诱导的能量逆传效应、低估兰姆矢量诱导的非线性作用的问题,从而导致湍流耗散的预测不足,进而产生了高估叶片载荷、低估水力损失的宏观表现。为此,本研究提出了一种在动量方程中引入与螺旋度相关的虚拟补偿力以提高预测精度的矫正方法,该方法能抑制高雷诺数下旋转湍流中的能量反级串输运、补偿被低估的逆剪切力诱导的流阻耗散,从而达到适当增大流阻的效果。实际应用表明,该方法能有效消除常规计算模式下环形流道式离心泵扬程和轴功率的固有预测偏差,从而为快速而准确地把握产品质量、提高水力设计效率提供技术支撑。

新型钢管混凝土结构的设计与应用

论述了钢管混凝土结构特别是新型环形离心钢管混凝土结构的应用，以及在铁路建设中应用的前景提出了建议。