悬栅消能率的投影寻踪回归数值模拟及检验

应用投影寻踪回归技术，对非正态、非线性悬栅消能率实验数据，用1／5数据建模拟合，4／5数据留做预留检验，拟合合格率92％，预留检验合格率92％，并与激光测速得出的消能率及原型观测的消能率完全吻合。     

基于正交设计的糙条消能工评价方法

在新疆635溢洪道整治工程研究的基础上,基于正交设计原理,对溢洪道布置糙条消能工进行6因素3水平的正交试验,试验测得18种组合典型断面的瞬时流速和水深;通过对弯道微元化处理的方法,建立了质量离散系数C_m模型,并结合消能率η对试验结果进行了极差分析;考虑到建立导流效果评价方法的普适性,定义量纲一因子R_d和R_s,对布置参数与工程参数之间的相关性做了进一步分析.结果表明:质量离散系数C_m能够客观地反映糙条消能工的导流效果;就C_m指标影响程度而言,工程参数较布置参数的影响程度占主导地位,在实际工程中,工程参数的确定应充分考虑水流形态;由于R_d和R_s均是量纲一参数,因此在一般整流工程导流效果的评价方法上具有普适性.     

排沙漏斗应用于自来水供水工程的试验研究

介绍了排沙漏斗在自来水供水工程中的试验研究,特别介绍和分析了排沙漏斗在处理高含沙水流时的截沙率和耗水率,对粒径大于0.075,0.050,0.025,0.010 mm和0.005 mm泥沙的平均截沙率分别达到90.41%,91.78%,90.84%,61.65%和59.64%,而平均排沙耗水量为12.31%.这充分说明了排沙漏斗可以处理极细粒泥沙.     

基于量纲分析的悬栅栅高计算公式的建立

在消力池内布设单层悬栅,其布设高度与很多因素相关,在多因素影响的条件下,其影响规律很难定量化。研究采用量纲分析法π定理建立悬栅栅高公式,提出并推导出7个无量纲π式,通过非线性曲线拟合得出悬栅栅高计算公式,并对预留试验数据进行预测,预测值与实测值较吻合,相对误差在10%以内,悬栅栅高计算公式具有一定的准确性,能够为实际工程提供参考。     

头屯河水库淤积变形的一维非恒定数值模拟

在水库一维非恒定水沙数学模型的基础上,运用Preissmann四点偏心差分格式离散水流方程,并用追赶法求解;对悬移质泥沙运动方程,采用相邻时层之间用差分法求解,而在同一时层上求其分析解,不仅可以避免含沙量计算结果的不合理,而且计算量也大大减少,水流方程与泥沙方程用非耦合方法求解;并用该模型对头屯河水库淤积变形进行了验证计算,与实测资料吻合较好.     

无压隧洞水深变化规律分析

分析了新疆引额济乌工程-“500”水库放水兼放空洞水深变化规律。分析表明：在无压隧洞上游库水位下降至某一位置时，洞内水深达到最大值，此时的洞内流态为对隧洞结构最不利情况。     

漏斗式全沙排沙技术在陕西东雷抽黄灌区泥沙治理的成功实践

介绍了黄河第一座排沙漏斗工程的成功运行经验，并对其其原型观测结果进行了分析：对粒径大于0．1，0．05，0．025mm泥沙的平均截沙率分别达到96．58％，81．37％和78．71％，而平均排沙耗水量为7．23％。这一结果充分说明排沙漏斗的截沙率和排沙耗水量等重要指标都远优于过去黄河上普遍采用的条渠或者复合型厢形沉沙池等排沙设施。同时也说明排沙漏斗能有效地排除推移质泥沙，对悬移质泥沙的排除亦非常有效，尤其是为黄河泥沙的治理开辟了一条新途径。     

基于VOF模型的倒虹吸进出口流场数值模拟

通过采用标准k~ε模型模拟湍流,利用VOF法追踪自由水面,对新疆北部小洼槽倒虹吸在不同流量下进行三维流场数值模拟,并将Q=14.00m3/s和Q=16.35 m3/s两种情况的倒虹吸进出口水面高程与原型观测数据进行对比,结果表明数值模拟结果和实测资料基本吻合。倒虹吸进口处有立轴漩涡,为了避免出现这种情况,应尽量在高水位情况下运行,可以减小进口处的水流流速,降低水流的紊动动能。     

浑水水力分离清水装置内水沙两相弱旋流场数值模拟

采用RNG（重整化群）两方程紊流模型和简化的多相流Mixture（混合）模型,对浑水水力分离清水装置内水沙两相三维弱旋流场进行了数值模拟。根据计算结果,详细比较和分析了加沙前后装置内径向、轴向以及切向速度分布特征,及其对“装置”内泥沙运动和水沙分离效率的影响。从水沙两相流场特性出发,初步探讨了“装置”有效分离水沙并获得清水的机理,为设计优化装置结构提供理论基础。     

混流式水轮机上冠泄排水联合降压数值模拟

为研究中高水头混流式水轮机上冠流道内不同降压结构效果及优化可行性,以红山嘴一级水电站4号机为例,将利用UG建立的4类不同上冠流道降压结构模型作为研究对象,基于计算流体动力学（CFD）技术,采用剪切应力传输（SST）湍流模型对4类不同的上冠泄排水结构在7种流量下展开数值模拟,计算工况共计28种。研究指标为泄漏水流态分布特性、主轴密封下侧压力、上冠轴向水推力、梳齿环密封性能。结果表明：不同泄排水降压结构内的泄漏水流态存在一定差异;为改善水轮机主轴密封性能可采取含转轮泵的联合泄排水降压结构,该结构相比其他结构对降低主轴密封压力、降低上冠轴向水推力、减少上冠间隙泄漏量均有显著效果;调整转轮泵降压结构的泵叶或泵盖几何参数可达到优化目的;针对该电站主轴密封漏水问题,采取含转轮泵的联合泄排水降压结构可使主轴密封下侧压力平均降低15.98％左右、上冠轴向水推力平均降低52.99%左右,大大提高电站运行效率。该研究在传统的单一泄排水降压结构基础上增设了转轮泵,为中高水头混流式水轮机获得最佳综合效益及其改造优化提供了参考依据。