水平-竖直管道内水流冲击滞留气团的三维数值模拟研究

来源 :水力发电 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xdool
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
水平-竖直管道内水流冲击滞留气团现象复杂且可能产生异常压力波动,本文采用三维CFD方法对其水气耦合作用过程进行建模和模拟.在考虑气团压缩性基础上,考虑了水体弹性,采用两种湍流模型(Standard k-ε、RNG k-ε)进行模拟研究,并将三维计算结果与实验结果进行了对比分析,研究气团长度、管壁粗糙度等参数的动态变化过程.结果表明:所采用的三维CFD模型能够较准确地模拟起伏管道内水流冲击滞留气团瞬变过程中水气形态变化和压力波动;系统最大压力随气团长度减小而增大,随入口压力增大而增大,且增值远大于系统入口压力增值;RNG k-ε湍流模型适用于长气团以及短气团、高压力入口条件,Standard k-ε湍流模型适用于短气团、低压力入口条件;管壁粗糙度对瞬态压力的影响与气团长度有关,不同压力峰值对管壁粗糙度的敏感性不同.
其他文献
实时剩余库容条件下水库不泄洪能容纳洪量对应的流域面雨量即水库防洪承载力,又称水库纳洪雨量.由于其直观性常作为水库防洪考虑的重要依据.研究根据系统微分响应原理,创建水库防洪承载力的计算方法;利用老石坎水库流域历史洪水资料进行分析检验,计算所有历史洪水期间水库防洪承载力平均相对误差为4.81%,说明方法反演计算水库防洪承载力具有较高的精度,验证了方法的合理性和有效性;同时方法考虑上游水利工程蓄放水、初始入库流量、前期流域湿润状况、流域产汇流规律等众多影响因子,考虑因素全面,通用性好.
三峡远迁移民对安置点的认同关系到其社会融入程度和区域社会稳定.基于皖南昌宁新村的调查发现,虽然搬迁至今已有21年的时间,但移民仍然对安置点存在明显的消极地方感,突出表现为地方失落、地方排斥和地方恐惧三大方面.这种消极地方感导致移民陷入“失根式”的精神危机之中,社会适应能力也随之减弱,同时加剧了地方治理的难度.后续,需要从增强移民自身能动性、安置地基础设施建设、移民和当地居民文化交流等方面消除移民的消极地方感,促进他们更好地融入当地.
为研究干湿过程中含水率及干湿循环次数对重塑膨胀土抗剪强度的影响,以河北地区膨胀土为对象,进行含水率为35%、25%、15%的不固结不排水三轴剪切试验.结果表明,含水率保持一致时,随着干湿循环次数的增多,重塑膨胀土的抗剪强度随之减弱;干湿循环次数一定时,随着含水率的增大,重塑膨胀土的抗剪强度指标随之降低,抗剪强度随之减弱.采用多元线性拟合方法对试验结果进行分析,对比试验值与预测值,得到了可靠性较强的重塑膨胀土抗剪强度随含水率及干湿循环次数变化的拟合关系式,为河北地区重塑膨胀土施工提供理论支持.
由于围岩与喷锚支护的相互作用机理极其复杂,隧洞稳定可靠度分析的功能函数一般具有隐式非线性特征,传统的可靠度二阶矩算法因对功能函数求导困难而不便直接运用,因此,提出了基于差分原理的一次二阶矩和二次二阶矩可靠度算法.推导了水工隧洞围岩与支护共同作用可靠度计算功能函数,针对喷锚支护水工隧洞稳定可靠度计算问题,介绍了基于差分原理的一次二阶矩和二次二阶矩计算方法原理及步骤,并对工程实例水工隧洞进行稳定可靠度计算分析,与工程中通常采用的蒙特卡洛直接抽样法和重要抽样法计算结果进行对比分析.研究结果表明,基于差分原理的一
为进行渗流作用下双承压含水层地连墙槽壁破坏模式分析,采用有限元ABAQUS结合强度折减法对苏州春申湖路快速化改造工程湖区地下连续墙进行数值分析,确定了槽壁滑裂面位置和滑动体形状,得到槽壁整体稳定性安全系数.结果表明:渗透系数大的粉砂层有效渗透速度较大,且有效渗透速度随着土体强度折减次数的增加呈现线性增加趋势;结合强度折减法确定了渗流作用下双承压含水层在成槽开挖中的破坏模式,含承压水的双粉砂层底端最先出现塑性区,随后塑性区由双粉砂层向中间扩展,滑裂面形状最终呈现弓字状;双粉砂层成槽开挖之间存在相互耦合影响.
在橡胶条拉拔试验及数值模拟基础上,首先开展了设计厚度的中贴式橡胶止水带的数值模拟分析,结果表明,中贴式橡胶止水带在给定工况下的应力小于最大容许应力值,工作性能满足要求.此后进行了针对橡胶止水带厚度以及橡胶和混凝土之间摩擦系数的敏感性分析,研究了止水带厚度以及摩擦系数对中贴式橡胶止水带安全性的影响.最后开展了模型试验,结果表明设计厚度的中贴式橡胶止水带在给定工况下未发生渗漏,可以满足工程要求.
介绍了金寨抽水蓄能电站水泵水轮机水力优化过程及模型试验内容,基于试验数据开展了机组转轮与导叶联合优化研究,并就国内出现较多问题的300 m水头级抽水蓄能电站水力开发的难点——无叶区压力脉动进行了论述.结果表明,转轮与导叶联合优化可在保证综合效率指标的基础上有效改善压力脉动.研究成果有利于提升水泵水轮机水力开发效果,进一步解决今后国内在300 m水头级抽水蓄能电站厂房共振问题.
通过对二滩水电站机组的运行振动大数据进行深度挖掘,找出机组振动稳定性方面的运行规律.介绍了基于大数据分析发现机组运行规律和机组运行振动特性的方法,提出了一种使用R语言对机组运行大数据进行挖掘、整理和分析的方法,结合分析成果对电站机组的负荷调控和机组检修提出了建设性的建议,有利于提升电厂对水轮机组设备的运行管理水平.
为满足防洪防凌、供水、发电以及兼顾宁蒙河段减淤等多目标需求,建立黄河上游综合调度模型并合理性分析;基于模型优化结果,率定龙羊峡水库年末水位影响因子,构建多元线性回归的预测模型,拟定出龙羊峡水库年末水位的合理控制方案.与基于实测年末水位的预测结果对比表明,基于优化年末水位的预测结果较好,与年初水位呈现出极好线性关系.拟定控制方案同时考虑到当年来水量及次年来水量的影响,有助于指导龙羊峡水库的调度运行.
太阳能是世界上分布范围最广泛,蕴含能量最多的清洁能源.太阳能的利用,将会大幅降低环境污染.在对太阳能-热泵复合热水系统进行理论分析的基础上,建立了该系统的数学模型,并通过MATLAB对该系统的特性进行了分析.仿真计算验证了该系统的易操作性、高效性以及高稳定性.该系统的利用,不仅为太阳能利用技术提供了新的思路和方向,同时也为未来能源结构和能源产业的发展以及改进方向起到了一定的参考作用.