某离心泵内部流场非定常空化分析

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为研究某小型离心泵转轮空化情况,在设计工况下应用SST κ-ω湍流及Zwart-Gerber-Belamri空化模型对小型离心泵全流道进行数值模拟计算与分析,探讨其内部空化特性.结果表明,空泡率先出现在叶片头部近吸力面区域且进口压力梯度变化较均匀,叶轮进口处压力值最低;随着空化余量的降低,空泡下游区域的压力梯度变化增大,局部扰动增强,随着漩涡向下游发展,流动的不稳定性加剧,最明显的特征表现为水泵扬程降至0.98 m,严重影响离心泵做功能力.
其他文献
合理给定不同V形河谷条件的地震波输入机制,是进行拱坝地震安全性评价的重要前提.基于地震波斜入射理论,研究不同V形河谷的地震P波斜入射问题,探讨V形河谷不同坡角、P波不同入射角度、不同频率对河谷地震响应的影响规律.结果表明,较缓的V形河谷地震响应较小;地震波入射角为60°时V形河谷的地震响应最大;地震波频率与河谷自振频率接近时地震响应最大.
为对数据驱动的径流预报模型的预报因子进行方案优选,利用相关系数法(CA)对松花江流域上游3个水文代表站(大赉站、扶余站、哈尔滨站)的月径流、佳木斯站的月降水和74项大气环流指数等潜在预报因子进行初筛,然后用主成分分析法(PCA)、互信息法(MI)进一步优选因子,最后基于支持向量机回归模型(SVR)结合选取的潜在预报因子(共9种组合方式)预报松花江流域佳木斯站的月径流,并采用均方根误差(RMSE)、平均相对误差(MRE)、决定性系数(R2)、合格率(QR)评价不同预报因子组合间的SVR模型的预报性能.结果表
元江作为我国西南地区水力发电重要开发流域,截至2030年将拟建11个梯级水坝,这可能会大幅改变元江的径流状况;该流域受全球变暖的影响较大,影响降雨量、温度和水流条件等,进而对水域中的生物群落造成影响,这将进一步扩大已存在的生态风险.采用基于CMIP5 GCM预测方法的土壤—水评估模型(SWAT)模拟和预测了梯级水电开发、气候变化及二者同时出现等多种场景下河流径流的变化情况.采用PHABSIM模型对河流水文条件与鱼类栖息地生态质量之间的关系进行量化,并使用相对变化率评估了梯级水电开发、气候变化及二者耦合作用
为分析水电站机墩固有频率的影响因素,从空间特性角度对其进行分析验证,并对已建的多种类型水电站厂房尺寸参数进行统计分析,确定机墩、风罩、厂房、蜗壳的尺寸范围及其依赖关系.基于LHS、Sobol两种空间抽样方法对电站厂房各结构尺寸进行全局参数敏感性分析和数值模型选取范围分析,发现除机墩自身尺寸(直径、厚度、高度)外,其他结构的尺寸参数敏感性较低,在初步设计阶段可将其他结构尺寸取中值处理.矮机墩各尺寸敏感性为厚度>高度>内直径,高机墩各尺寸敏感性为高度>厚度>内直径,且三者相关系数均高于矮机墩;发电机层楼板和柱
为研究闸坝常规泄水时下游非岩质河床冲刷过深的问题,基于闸坝水跃消能过程理论分析,以某闸坝工程为例,采用数值模拟手段,模拟了闸门开启到形成稳定淹没水跃的过程,分析了下泄流量、下游水深等对水跃长度、下游流速的影响.结果表明,当闸坝闸门起始开度过大,在消力池内稳定水跃形成前,经历短时间的远驱水跃,出池急流加大了下游非岩质河床冲刷.进而提出了控制水跃长度的闸门起始开度计算方法及减缓下游冲刷的工程预防措施,可为闸坝工程运行提供参考.
为了解玄武岩纤维在石笼护坡中的应用效果,结合某玄武岩纤维石笼护坡工程,采用PFC2D软件进行双轴压缩试验标定土体细观参数,通过单轴压缩试验标定玄武岩纤维石笼细观参数,构建了原状边坡及石笼护坡颗粒流模型,并在渗流条件下进行稳定性分析.结果表明,相比原状边坡圆弧状的滑面形式,石笼支护后,石笼对边坡土体的侧限约束效果显著,坡内土体颗粒断裂的接触粘结分布均匀,土体位移呈层状分布形式且未形成贯穿滑面,网箱结构整体较为稳定,但相邻两层的石笼网箱易出现错动.
针对大单宽流量、低弗劳德数的中低水头消力池中存在摆动水跃,进而导致消力池内流态不稳定、跃后水面波动大、消能率低等问题,结合物理模型试验和三维RNGκ-ε紊流数值模拟,分析了趾墩和悬栅两种辅助消能工的消力池的水力特性和消能效果.结果表明,消力池内联合布置趾墩和悬栅后,消力池内流态稳定,摆动水跃消失,底板最大时均动水压强降低26.7%;水流结构明显改变,栅条周围猝发的小尺度涡加剧了水体之间的碰撞和剪切,消能率由69.06%升至74.18%,消能效果显著.
鉴于研究水翼的流固耦合过程可为水力机械动态特性预测提供基础,通过workbench软件中的SYSTEM COUPLING模块对水翼模型进行双向流固耦合模拟.结果表明,流速达到“锁止区”前后固有频率的跳跃性变化在不同区域存在不同的线性关系;对比圆拟合法与尖峰法求得的阻尼比,发现模型的锁止区流速在10~12 m/s之间,而固有频率和阻尼比的变化规律与试验结果基本吻合;同时研究了水翼攻角变化时的激振特点,当攻角超过10°时,会产生明显的尾流旋涡现象.
加筋喷混凝土拱肋由预应力锚杆、钢筋拱肋和喷锚支护组成,围岩卸荷变形时能提供支护抗力,但现有关于加筋喷混凝土拱肋的数值方法缺乏对支护抗力的考虑.因此,基于三维弹塑性有限元方法,用隐式锚杆柱单元模拟锚杆,实体单元模拟钢筋拱肋,在开挖荷载分级迭代过程中,根据钢筋拱肋的应力推求作用于拱肋法向的围岩压力,并将此压力作为支护抗力反向作用于围岩,进而以顶拱含断层带的某地下厂房工程为例,对比分析考虑与不考虑支护抗力时加筋喷混凝土拱肋对顶拱的支护效应.结果表明,考虑加筋喷混凝土拱肋支护抗力时支护效果更符合实际;加筋喷混凝土
为减少混凝土配合比试验工作量,达到节约试验时间和成本的目的,建立基于支持向量机(SVM)和人工蜂群算法(ABC)的混凝土配合比优化模型.模型采用SVM算法建立混凝土性能预测模型,结合ABC算法建立配合比优化模型,通过对不同强度等级的混凝土展开坍落度、强度试验,并用于验证SVM-ABC模型模拟结果.结果表明,模型优化得到C25、C30、C35、C40混凝土强度预测结果与实际值接近;SVM-ABC优化模型具有一定的合理性和适用性,在混凝土配合比优化方面有较好的应用价值.