离心泵非定常流动计算及性能预测

采用以SSTk-ω模型封闭的雷诺平均方程和滑移网格技术计算了离心泵内的非定常流场.基于非定常流动计算结果,考虑容积损失、圆盘摩擦损失和机械损失,对离心泵的性能进行了预测,并与实测性能曲线进行了比较.结果表明,在给定进口速度的条件下,由于叶轮与蜗壳隔舌的相对位置不同,泵的扬程和轴功率有比较大的脉动,且其脉动幅值随流量的增大而增大.定常流动计算和非定常流动计算所预测的性能曲线在大流量与设计工况时相差不大,在小流量时有明显的差别.与试验曲线相比,预测的扬程曲线偏低,轴功率曲线也偏低,效率曲线比较接近.由于在设计工况时定常计算和非定常计算差别不明显,在设计过程中采用定常计算是可行的.     

不同亚格子模型在水翼云空化数值计算中的适用性分析

为了研究不同亚格子模型在计算绕二维Clark-Y水翼非定常空化流动中的适用性,基于均相流假设及Zwart空化模型,并分别利用Wall-Adapting Local Eddy-Viscosity (WALE),Smagorinsky-Lilly, Algebraic Wall-Modeled LES Model (WMLES)及Dynamic Kinetic Energy Sub-grid Scale Model (KET) 4种不同亚格子模型对控制方程组进行封闭.得到了云空化时不同亚格子模型预测的翼型升阻力系数、不同位置处流场时均速度分布、空泡形态周期性变化等非定常流动特征,并与相应试验数据进行对比.研究表明：与其他亚格子模型的预测结果相比,WALE模型模拟得到的平均升力系数与试验测量值最吻合,二者相对误差仅在1%以内,且其预测的瞬时升力系数与相应试验值也呈现较为一致的震荡规律;WALE模型能更准确地捕捉云空化阶段空泡非定常演变特征,包括翼型前缘附着型空穴增长,以及在回射流作用下片状空泡的断裂和云空泡脱落行为.基于WALE模型的计算结果,采用Q准则表达了水翼空化尾迹的旋涡结构,发现空泡...     

基于标量有限体积法的灌溉末级渠系非恒定水流模型

通过区分明渠非恒定流中对流波与重力波属于不同的物理过程,把渠道非恒定流控制方程进行了变形处理,基于标量有限体积法构建了具备高精度和分辨率的灌溉末级渠系非恒定流数值模型。基于文献数据及野外实测数据,对模型的模拟性能进行了验证。结果表明,构建的模型模拟的斗渠和农渠水位值与实测值之间的平均相对误差为2.8%～4.1%,水量平衡误差不大于0.07%,具备良好的模拟性能,为开展末级渠系布置模式及管理研究提供了可靠的数值工具。     

干旱、半干旱区平原水库对坝后盐渍化的影响

为了农业灌溉,干旱、半干旱区修建大量的平原水库,坝基多位于第四纪松散深厚覆盖层上,深厚覆盖层地基上平原水库的渗漏引起坝后地下水位抬升,造成水库下游大面积土地盐渍化,使许多土地减产甚至弃耕。通过对代表性平原水库的监测,分析水库对坝后地下水临界水位的影响程度,进而分析防渗措施的型式。利用有限元计算了深厚覆盖层透水坝基垂直防渗墙和水平铺盖时,坝基渗流量与防渗体尺寸的关系,并联合坝后排水体进行综合控制地下水临界水位,推导出控制地下水临界水位的水库防渗体尺寸计算公式。结合工程实例计算表明,选择合理的防渗体型式并结合排渗体联合控渗,可以从源头上控制坝基的渗漏量,使坝后地下水位控制在临界水位以下,防治坝后土壤的次生盐渍化问题。     

坝基防渗治理的多目标模糊决策方法

提出了污水库坝基防渗治理方案的模糊决策方法.从多目标系统模糊决策基本理论出发,根据酸性污水库坝防渗加固工程的要求,选择治理可靠性、安全性、工程投资、施工工期、施工难易程度以及对环境的影响等6个指标,建立了防渗加固方案优选的评价体系.根据工程评价特点,采用变异系数法和专家调查法相结合的方法确定评价指标的权重,构造出酸性污水库坝防渗加固方案优选的决策与评价模型.利用该模型对矿山酸性污水库坝的防渗加固方案进行多目标优选决策.所得结果与实际建设一致,表明了该方法的可行性和有效性.     

自吸喷灌泵自吸过程的非定常流动数值计算与验证

为了建立一种适合自吸喷灌泵在自吸过程中的气液两相流数值模拟方法,采用 ANSYS CFX 软件,进行仿真自吸喷灌泵自吸过程的数值计算,研究自吸过程中气液混合、气液分离及气液逸出现象,分析自吸过程中泵内部的速度、压力及含气率的变化规律,了解自吸过程的气液两相流特点。自吸泵的整个自吸过程分为3个阶段：自吸初期由叶轮旋转作用排水产生的吸气阶段（t≤0.5 s）、自吸中期由气水混合及气水分离作用产生排气功能的吸气阶段（0.5 s4 s）。自吸成功的关键就是叶轮的旋转迫使叶轮进口处少量的水混合着一部分气体沿着叶轮叶片压力面流动至叶轮出口处并进入正反导叶,然后沿着反导叶叶片压力面流出,表明在自吸过程中气水混合物总是沿着较高的压力面流动。通过采用摄影技术得到多级自吸喷灌泵在自吸初期及中期时泵出口段水柱高度的变化规律,发现试验结果与数值计算结果非常相近,不仅两者的变化规律基本相同,而且其结果相差不超过6%。     

Experimental analysis of coal bed methane desorption and seepage under sonic vibrating of cavitation water jets

A way to enhance coal bed methane desorption and seepage by sonic vibrating of cavitataion water jets is proposed because the gas coal seams have the intrinsic properties of micro-porosity, low permeability and high adsorption. The mechanisms of how the sonic vibrating effects promote methane desorption and seepage are analyzed, and the contrast experiments of methane desorption and seepage under sonic vibrating effects are also provided. The results show: when the cavitation number is 0.020 0, under sonic vibrating effects, the volume of coal bed methane desorption increases by 36.9%, and the time for coal bed methane desorption reduces by 19.6%. The speed of coal seams methane seepage is significantly increased by 35.3% and arrives at 0.383 3 ml/s.     

水质对膨润土防水毯防渗效果影响研究

针对我国西北干旱寒冷盐渍化地区渠道防渗存在的问题,对拟引进使用的膨润土防水毯的膨胀性能及防渗效果进行研究,提出推广应用一种新型复合土工合成材料（膨润土防水毯）。选择3种膨润土防水毯产品。采取室内试验,分析了不同浓度及离子溶液对膨润土防水毯防渗效果的影响。试验表明溶液浓度膨润土膨胀性能影响较大．当矿化度大于5g／L时膨胀量明显减小。离子及浓度对韩国1号（两层聚丙烯薄膜防护）防渗性能影响最小,除与膨润土成分及含量有关外,两层聚丙烯薄膜防护层结构对防渗性能也有较大的影响。     

田埂宽度对水田无机氮磷侧渗流失的影响

对杭嘉湖地区稻田土壤氮磷侧渗流失的研究结果表明,稻田土壤侧渗流失是氮磷流失的一个重要途径。田埂对水田的无机氮磷的侧渗有明显的截留作用,且截留效果与田埂宽度及其土壤紧实度密切相关,截留效果在氮磷的不同形态上也表现出一定的差异,其中对氨氮和磷酸盐的侧渗截流作用比较明显,对硝氮的作用则较小。     

流固耦合作用下引洮7~#隧洞开挖过程中的数值模拟分析

以甘肃历史上最大的水利工程引洮供水工程一期总干渠7#隧洞为工程背景,在考虑应力场与渗流场耦合作用下,利用ABAQUS有限元程序,建立有限元渗流模型,对隧洞埋深在200m处的含水疏松砂岩地段的围岩开挖过程进行模拟分析,得出引洮7#隧洞在开挖过程中围岩径向变形规律与特征,径向正应力、孔隙压力分布及变化规律,为隧洞的早日贯通及正常运营提供技术支持,对保证工程安全和节省投资具有积极意义.