国家自然科学基金(50479006)
- 作品数：6 被引量：38H指数：4
- 相关作者：陈乃祥樊红刚李凤超杨琳崔桂香更多>>
- 相关机构：清华大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：水利工程动力工程及工程热物理交通运输工程自动化与计算机技术更多>>
- 水泵水轮机双向流动控制优化设计被引量：5
- 2010年
- 本文建立了能够控制双向流动性能的水泵水轮机在线优化设计模型。模型中采用全三维反问题方法设计转轮叶片,采用叶型逼近方法求解水轮机工况和水泵工况的流场。综合考虑双向流动的能量性能和空化性能,提出了综合性能评价函数。采用单纯形加速方法,对一高水头水泵水轮机进行优化设计,得到了综合流动性能较好的转轮。全流道的定常湍流计算结果表明,优化后两个流动方向的转轮效率都提高,空化系数降低,证明了优化方法是可行的。模型可以实现计算机的在线优化计算,减少了人工干预。
- 李凤超樊红刚陈乃祥
- 关键词：水力机械优化设计
- 可逆转轮三维流动的涡动力学诊断研究被引量：7
- 2007年
- 本文将涡动力学理论引入可逆转轮内的双向三维流动诊断中,从叶片对流体做功能力分析过流部件的设计状况,通过对沿流线的截面上总压流积分的分解,找到产生对总压不良影响的动力学根源和位置,并利用叶片表面的边界涡量流分布来分析对叶片力矩产生不良影响的区域,为改进转轮流动设计提供直接的诊断依据。
- 樊红刚陈乃祥杨琳
- 关键词：流体机械
- 水泵水轮机全流道双向流动三维数值模拟与性能预估被引量：17
- 2006年
- (清华大学热能工程系,北京100084)要优化水泵水轮机转轮设计,应了解转轮在内的水泵水轮机全流道的流动特性。采用SIMPLEC算法和标准k-ε湍流模型对某一用全三维逆向设计方法设计的高水头可逆式水泵水轮机进行了全流道双向三维湍流数值模拟。详细分析了转轮内部及蜗壳、尾水管中的流动情况,并对不同部件的水力损失以及转轮的性能进行了预估。计算结果揭示了水泵水轮机转轮内部流动的复杂性,分析了转轮各部件间的关系,优化并改进了转轮设计。
- 杨琳陈乃祥樊红刚
- 关键词：水泵水轮机反问题全三维数值模拟全流道
- 基于尺度相似假设的大涡模拟动力方法被引量：3
- 2006年
- 当前的大涡模拟动力方法对G erm ano等式中的两个尺度的亚格子应力均使用相同的亚格子基模型。这样为求得基模型系数,必须假定该系数在测试滤波操作下保持不变。但实际上该系数存在剧烈的脉动,与假定并不一致。该文提出的方法对以上两个应力分别应用亚格子基模型和尺度相似假设。这样就无需对系数分布做出假定并保证了方法的内在一致性。用该方法对R e为104的方腔流动进行了大涡模拟。结果表明该方法对流动统计量的预测有所改进,并可有效消除亚格子模型系数的奇异性。
- 周兵崔桂香陈乃祥
- 关键词：湍流大涡模拟
- 叶型逼近求解水泵水轮机双向流动的方法被引量：4
- 2008年
- 为了求解水泵水轮机转轮内部的双向流动,提出了基于全三维转轮叶片设计模型的叶型渐近方法。该方法从水轮机方向设计目标叶型,并得到水轮机方向流场。再利用设计程序,从水泵流动方向设计叶型,用单纯形加速法控制速度矩分布变量,使得该叶型逐步逼近目标叶型,并得到水泵方向的流场,即得到同一叶型的双向流场。根据计算出的流场可以预估转轮的双向能量性能与气蚀性能。对一高水头水泵水轮机进行了设计计算,结果表明,该方法是可行的。
- 李凤超樊红刚陈乃祥
- 关键词：水泵水轮机
- 基于涡动力学的可逆转轮双向流动诊断及优化设计被引量：10
- 2007年
- 为了诊断可逆转轮的三维流场,引入局部涡动力学诊断方法,从叶片对流体做功能力分析过流部件的设计状况。通过对沿流线的截面上总压流的分解,找到对总压流产生不良影响的动力学根源和位置。根据诊断结果,通过在设计中改变叶片的环量分布,对可逆转轮进行了改进,提高了转轮的效率和气蚀性能。可逆转轮数值实验结果表明:在水泵工况,改进前后的转轮效率分别为91.3%和92.1%;在水轮机工况,改进前后的转轮效率分别为91.9%和92.4%;改进后气蚀因数降低了0.012。
- 杨琳樊红刚陈乃祥
- 关键词：水泵水轮机优化设计
