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Simulation of Flow Field of Molten Salt in Neodymium Metal Electrolytic Cell Using Vortex-Flow Function Method
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作者 Ren Yonghong Kong Xiangmin Xie Liying 《Journal of Rare Earths》 SCIE EI CAS CSCD 2004年第z1期252-256,共5页
With the applications of Nd-Fe-B material extending in recent years, the materials of neodymium metal and other rare earth metal alloy confront the increased demand and the high quality request at the same time.These ... With the applications of Nd-Fe-B material extending in recent years, the materials of neodymium metal and other rare earth metal alloy confront the increased demand and the high quality request at the same time.These factors stimulated greatly to perfect the producing craft of RE metals and improve the equipments.The rare earth electrolysis cell is developing towards large-scale way.Notwithstanding the present electrolysis cell of Nd metal, include 6 kA and 10 kA cell, exists some insurmountable problems during operation and these problems lead to lower electric efficiency and higher operating costs.So it is significant to study the physical fields of rare earth electrolysis cell.In this paper,a numerical flow mode is established using vortex- flowing function method and the fluid flow field of 3000A Nd electrolysis cell is computed using MATLAB.The results of the study will be important reference in theory for improving and enlarging rare earth fluoride system cell. 展开更多
关键词 NEODYMIUM electrolytic cell FLUID flow field vortex-flowing function METHOD numerical SIMULATION RARE earths
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水泵水轮机低负荷区流动及熵产特性研究 被引量:1
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作者 王子瑞 张军智 +2 位作者 谢永兰 王李科 金东兵 《水力发电学报》 北大核心 2025年第7期131-139,共9页
为了适应新型电力系统的调节需求,水泵水轮机需要在更宽广的负荷范围内运行,在低负荷运行时会导致机组的性能下降,影响安全稳定运行。因此以原型水泵水轮机为研究对象,采用数值模拟的方法研究了不同运行负荷下水泵水轮机的内部流动特性... 为了适应新型电力系统的调节需求,水泵水轮机需要在更宽广的负荷范围内运行,在低负荷运行时会导致机组的性能下降,影响安全稳定运行。因此以原型水泵水轮机为研究对象,采用数值模拟的方法研究了不同运行负荷下水泵水轮机的内部流动特性,采用熵产理论分析了运行负荷与能量损失和流动结构的关系。结果表明,熵产损失以脉动熵产为主,负荷下降后,相对液流角下降,在转轮叶片进口的流动分离形成低速区,在50%负荷工况低流速区在转轮内交替出现,并且在叶片进口沿周向出现了涡结构,阻塞水流进入流道,导致转轮内熵产损失和占比均明显增加。转轮出口水流的切向速度与尾水管涡带的形成有密切关系,随着负荷减小,切向速度逐渐增大,流进入尾水管后周向运动趋势增强,涡带从柱状涡带发展为螺旋形涡带,并且在深度低负荷区转变为双螺旋涡带。研究成果为抽水蓄能电站安全稳定运行提供理论支撑。 展开更多
关键词 水泵水轮机 熵产理论 低负荷 涡带 流场
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大型客机翼尖涡不稳定性及其模态特征研究综述
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作者 向阳 吴奕铭 +2 位作者 陈炫羽 程泽鹏 刘洪 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第1期62-94,I0002,共34页
翼尖涡是客机尾涡的重要组成部分,不仅会产生诱导阻力影响飞机的经济性,同时还会带来尾迹遭遇问题进而影响到后续飞机的安全性。随着数值模拟和实验技术的提升,对翼尖涡结构特征、动力学特征、不稳定性发展、演变规律等现象和机理的认... 翼尖涡是客机尾涡的重要组成部分,不仅会产生诱导阻力影响飞机的经济性,同时还会带来尾迹遭遇问题进而影响到后续飞机的安全性。随着数值模拟和实验技术的提升,对翼尖涡结构特征、动力学特征、不稳定性发展、演变规律等现象和机理的认知不断加深,并取得了丰富的研究成果。近些年,随着不稳定性理论和模态解析方法的发展,研究者针对翼尖涡的不稳定性及其模态特征开展研究,试图揭示翼尖涡不稳定性演变的规律及机制,并期望能建立一种基于不稳定性的流动策略,从而实现对翼尖涡失稳衰减的最优化控制。本文对飞机翼尖涡不稳定性及其模态特征的研究展开综述,首先介绍翼尖涡的不稳定性特征,然后比较典型模态分析方法的基本原理,进而分析翼尖涡不稳定性及其模态结构特征,最后讨论翼尖涡不稳定性模态分析的研究现状及未来发展趋势。 展开更多
关键词 大型客机 翼尖涡 模态分解 涡不稳定性 流动控制
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涡旋式竖流沉降过滤器沉淀分离特性分析
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作者 管崇武 刘安东 陈石 《渔业现代化》 北大核心 2025年第5期35-43,共9页
针对传统竖流沉淀器在高水力负荷下颗粒物截留效率低、易受湍流干扰的缺陷,本研究设计了一种涡旋式竖流沉降过滤器,通过融合竖流沉淀与旋流分离原理,结合CFD-DPM耦合模拟与试验验证,系统探究其对循环水养殖系统(RAS)悬浮颗粒物的强化去... 针对传统竖流沉淀器在高水力负荷下颗粒物截留效率低、易受湍流干扰的缺陷,本研究设计了一种涡旋式竖流沉降过滤器,通过融合竖流沉淀与旋流分离原理,结合CFD-DPM耦合模拟与试验验证,系统探究其对循环水养殖系统(RAS)悬浮颗粒物的强化去除机制。数值模拟表明,涡旋结构通过离心力与重力协同作用优化流场分布,有效抑制颗粒物逃逸;对比试验中,在15 m^(3)/(m^(2)·h)水力负荷下,涡旋式过滤器对进水TSS 25 mg/L和50 mg/L的截留率分别达72.92%±7.40%和59.24%±5.15%,较传统装置提升28.6%和36.0%(P<0.05),而两者出水TSS质量浓度随流量增加的变化无显著差异(P>0.05)。研究表明,涡旋式设计可通过旋流强化机制缩短水力停留时间,显著提升高负荷工况下颗粒物截留稳定性,解决了传统装置因流速升高导致的性能衰退问题。该成果为RAS固液分离设备的优化提供了兼具高效性与工程适用性的解决方案。 展开更多
关键词 循环水养殖系统 涡旋式竖流沉降过滤器 颗粒物截留效率 水力负荷 总悬浮物去除
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海豹胡须柱杆件周围流场与气动噪声特性
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作者 朱剑月 王亚正 +1 位作者 徐俊起 庞加斌 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期652-660,共9页
基于海豹胡须能有效抑制涡激振动的特殊结构,数值分析了海豹胡须柱杆件周围流场与气动噪声特性。在声学风洞中进行了气动噪声测试,并与具有相同特征长度的圆柱以及椭圆柱杆件进行对比。结果表明,海豹胡须柱鞍面与节点面交错排列的几何... 基于海豹胡须能有效抑制涡激振动的特殊结构,数值分析了海豹胡须柱杆件周围流场与气动噪声特性。在声学风洞中进行了气动噪声测试,并与具有相同特征长度的圆柱以及椭圆柱杆件进行对比。结果表明,海豹胡须柱鞍面与节点面交错排列的几何结构引发流体三维分离,剪切层之间的相互作用减弱,导致尾迹中没有明显的拟序结构、尾迹稳定性显著提升、几何体表面升力脉动被抑制;海豹胡须柱破坏了圆柱尾流规律性脱落的卡门涡街,抑制了所产生气动噪声的谐频峰值,多数频段内声压级幅值降低。气动噪声风洞测试结果验证了数值模拟的准确性。 展开更多
关键词 海豹胡须柱 气动噪声 流场特性 涡脱落 谱本征正交分解
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基于小波变换的间歇性旋转不稳定性实验
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作者 杨帆 吴艳辉 +1 位作者 钱坤 李波 《航空动力学报》 北大核心 2025年第5期316-327,共12页
以一亚声速轴流压气机孤立转子实验台为研究对象,对其叶顶动态压力展开了测量,以探究旋转不稳定性(RI)的时频特征及物理本质。通过功率谱估计,对RI的空间分布和频率特征进行了研究,发现RI的频率特征和空间分布不随叶顶间隙、转速和流量... 以一亚声速轴流压气机孤立转子实验台为研究对象,对其叶顶动态压力展开了测量,以探究旋转不稳定性(RI)的时频特征及物理本质。通过功率谱估计,对RI的空间分布和频率特征进行了研究,发现RI的频率特征和空间分布不随叶顶间隙、转速和流量而变化。使用小波变换对RI的时频特征进行了研究,发现RI在时间上并不连续。叶顶间隙的增大会提高RI的发生频率。使用人工模拟信号对RI的时频特征做了模拟,验证了RI只会出现在特定叶片上的假设。叶顶压力分布测量结果显示RI的物理本质是泄漏涡破碎后形成的载荷高低交错的两通道流动结构。 展开更多
关键词 旋转不稳定性 功率谱估计 小波变换 非定常流动 泄漏涡
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吸入涡演化对立式离心泵水力稳定性的影响
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作者 冯建军 崔文豪 +3 位作者 朱国俊 戈振国 赵天齐 闫思娜 《农业工程学报》 北大核心 2025年第12期70-76,共7页
泵站进水池中形成的吸入涡影响泵站安全稳定运行。为研究不同工况下吸入涡形态及其演化过程对离心泵稳定性的影响,该文通过高速摄影技术捕捉不同流量下吸入涡的发展形态,并结合数值模拟对大流量工况下吸入涡的演化过程和泵内压力脉动特... 泵站进水池中形成的吸入涡影响泵站安全稳定运行。为研究不同工况下吸入涡形态及其演化过程对离心泵稳定性的影响,该文通过高速摄影技术捕捉不同流量下吸入涡的发展形态,并结合数值模拟对大流量工况下吸入涡的演化过程和泵内压力脉动特性展开研究。结果表明:试验过程中,吸入涡稳定存在的时间随着流量的增大而增加,在大流量工况下(流量Q=15.6 m^(3)/h),由于大尺度气泡脱落吸入涡投影面积产生剧烈波动;数值模拟捕捉到的吸入涡发展路径与试验结果基本吻合;在吸入涡由发展阶段向保持阶段演化时,含气率迅速增大致使气泡团聚集在叶轮流道内,从而导致保持阶段的叶片吸力面压力脉动变化范围为发展阶段的2倍,压力脉动主频由转频变为2倍转频,且随气相作用的增强,2倍转频处的压力脉动幅值沿流动方向不断增大,不均匀进气也致使叶轮径向力向正Y侧发生偏移;气泡运动至蜗舌附近时引发局部高湍动能分布;无叶区、导叶和蜗壳在靠近蜗舌方位的压力脉动峰峰值增幅最大,分别增加了59%、57%和58%,影响离心泵的稳定运行。研究结果可为后续开展吸入涡结构抑制研究、提升泵站运行稳定性提供理论参考。 展开更多
关键词 离心泵 吸入涡 气液两相流动 水力稳定性 压力脉动
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低雷诺数下偏心扭转圆柱涡激振动特性研究
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作者 孙旭 SUHC.Steve 张家忠 《力学与实践》 2025年第1期87-97,共11页
横掠外流冲击下细长圆柱结构涡激振动问题在工程中广泛存在,已有研究多关注圆柱沿横向和/或流向的振动响应,对涡激扭转振动研究较少。本文采用流-固耦合数值模拟研究了偏心扭转圆柱在层流中的涡激振动特性。首先,建立了偏心扭转圆柱涡... 横掠外流冲击下细长圆柱结构涡激振动问题在工程中广泛存在,已有研究多关注圆柱沿横向和/或流向的振动响应,对涡激扭转振动研究较少。本文采用流-固耦合数值模拟研究了偏心扭转圆柱在层流中的涡激振动特性。首先,建立了偏心扭转圆柱涡激振动力学模型,推导了控制方程和边界条件。然后,将基于特征线算子分裂的有限元解法、双时间步法、边弹簧近似法、广义-α方法和松耦合迭代解法相结合,针对层流诱发刚体扭转振动开发了一种通用流-固耦合解法,并采用基准算例进行了验证。最后,通过流-固耦合数值模拟,系统分析了偏心距、雷诺数、质量比对层流中偏心扭转圆柱涡激振动振幅、频率、流体载荷的影响规律及机理。 展开更多
关键词 圆柱 层流 涡激扭转振动 流-固耦合 数值模拟
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喷管掺气对螺旋混流式推进泵推进性能的影响
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作者 韩伟 贺春沛 +2 位作者 李仁年 徐梓添 张钰昆 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第9期1793-1800,共8页
为提高喷水推进器的推进性能,本文将气体射流应用于螺旋混流泵喷管中,研究喷管掺气对推进性能的影响。采用混合模型分别对不同掺气长度、掺气深度、掺气量进行数值模拟,设计响应面试验并运用多目标规划寻找最优掺气模型,对比优化后模型... 为提高喷水推进器的推进性能,本文将气体射流应用于螺旋混流泵喷管中,研究喷管掺气对推进性能的影响。采用混合模型分别对不同掺气长度、掺气深度、掺气量进行数值模拟,设计响应面试验并运用多目标规划寻找最优掺气模型,对比优化后模型与原始模型内流场。结果表明:螺旋混流泵加入气体射流后可以大幅增加推力,但会降低系统效率;在其他掺气参数不变的情况下,推力与掺气长度、掺气量成正相关,与掺气深度成负相关;以推力为目标进行优化,相比不掺气模型推力提升了1.75倍;以推力和效率为目标进行多目标优化,推力相比不掺气模型提升了1.61倍,效率相较于只优化推力时提升了2.9%;掺气后液体流道面积减小,喷管进出口压差变大,流速增加导致推力增大。 展开更多
关键词 螺旋混流泵 气体射流 推进性能 响应面分析 多目标规划 内流场 涡特性 Ω准则
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烟气内循环和燃料分级对天然气低氮燃烧特性的影响 被引量:1
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作者 彭俊豪 卓建坤 +4 位作者 关靖宇 庞振洲 李伟 祝令坤 姚强 《热力发电》 北大核心 2025年第2期57-67,共11页
设计了一种基于烟气内循环和分级燃烧的轴切旋流低氮燃烧器,并通过工业试验和数值模拟研究了负荷、燃料分级以及烟气内循环对燃烧和NO_(x)排放特性的影响。结果表明:负荷和燃料分级比例对NO_(x)生成具有协同作用,在中、低负荷工况下,NO_... 设计了一种基于烟气内循环和分级燃烧的轴切旋流低氮燃烧器,并通过工业试验和数值模拟研究了负荷、燃料分级以及烟气内循环对燃烧和NO_(x)排放特性的影响。结果表明:负荷和燃料分级比例对NO_(x)生成具有协同作用,在中、低负荷工况下,NO_(x)排放随二次燃料比例的上升而单调上升,在值班火焰区域有大量NO_(x)生成;在满负荷工况下,存在最佳一/二次燃料比例(88:12),使NO_(x)排放质量浓度最低,当二次燃料比例低于12%时,主火焰区域主导了NO_(x)的生成;一次燃料混合管长度的变化可使燃料与空气混合位置发生改变,从而影响NO_(x)的生成,当缩短一次燃料混合管相对长度至0.74时,主燃区向炉膛上游移动,主火焰被锚定在炉膛中部,使炉膛尾部温度分布更均匀,NO_(x)排放质量浓度在各负荷下下降了10%~20%(NO_(x)以NO_(2)计),且均低于30 mg/m3(O_(2)体积分数3.5%)。 展开更多
关键词 烟气内循环 轴切旋流 分级燃烧 低氮燃烧
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跨音速轴流压气机叶顶间隙变化对其性能影响
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作者 王巍 何武亮 +2 位作者 孙伟文 贺天存 王柏贺 《热科学与技术》 北大核心 2025年第2期174-182,共9页
为了研究叶顶间隙变化对多级轴流压气机性能的影响规律,以NASA设计的五级核心轴流压气机74A的前3.5级压气机为研究对象,基于S-A湍流模型,采用三维定常求解方法,研究高转速(跨音速)与低转速(亚音速)下多级轴流压气机叶顶间隙变化对间隙... 为了研究叶顶间隙变化对多级轴流压气机性能的影响规律,以NASA设计的五级核心轴流压气机74A的前3.5级压气机为研究对象,基于S-A湍流模型,采用三维定常求解方法,研究高转速(跨音速)与低转速(亚音速)下多级轴流压气机叶顶间隙变化对间隙流动影响,揭示间隙流动影响压气机特性的机理。结果表明:叶顶间隙增大使叶顶泄漏流与主流的相互干涉作用增大,同时跨声速存在的激波使无量纲螺旋度变化程度加剧,表明泄漏涡破碎程度加剧,且熵增区域与效率相关,而低能区域与压比相关。叶顶间隙每增大17%时,高转速与低转速最大效率分别下降约为0.155%与0.170%,对应总压比下降0.023%与0.086%。压气机最高效率及对应总压比与叶顶间隙变化呈线性关系,该研究成果为多级轴流压气机一维性能提供准确预测。 展开更多
关键词 轴流压气机 叶顶泄漏流 叶顶泄漏涡 激波 无量纲螺旋度
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转速对铝/钢搅拌—涡流复合摩擦搭接焊接头微观组织和力学性能的影响 被引量:1
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作者 罗璟玥 李晓博 +4 位作者 刘小超 石磊 申志康 裴宪军 倪中华 《焊接学报》 北大核心 2025年第2期127-135,共9页
为了避免焊具磨损,采用搅拌—涡流复合摩擦焊技术对5083铝合金和304不锈钢进行搭接焊研究,探究了焊具转速对接头宏观形貌、微观组织和力学性能的影响,建立了铝/钢界面微观组织与接头宏观拉伸剪切性能的映射关系.结果表明,固定焊接速度为... 为了避免焊具磨损,采用搅拌—涡流复合摩擦焊技术对5083铝合金和304不锈钢进行搭接焊研究,探究了焊具转速对接头宏观形貌、微观组织和力学性能的影响,建立了铝/钢界面微观组织与接头宏观拉伸剪切性能的映射关系.结果表明,固定焊接速度为15 mm/min时,在中低转速(200~400 r/min)焊缝表面成形良好,在高转速(600 r/min)焊缝表面出现点状缺陷.不同转速下,铝/钢搭接界面均平整且紧密结合,无钩状缺陷形成;铝/钢界面通过金属间化合物和扩散层实现冶金结合,钢侧元素可越过金属间化合物层在铝侧继续扩散.在200 r/min的转速下,界面形成纳米级金属间化合物层,接头拉伸剪切极限线载荷最高,达479.5 N/mm;随着转速升高到400 r/min,界面金属间化合物层增厚,约为1.2~1.3μm,导致接头拉伸剪切极限线载荷降低,为332.8 N/mm;当转速继续升高至600 r/min时,铝/钢界面中间层厚度基本保持不变,接头拉伸剪切极限线载荷重新提升至411.4 N/mm,推测是因中间层金属间化合物部分非晶化所致. 展开更多
关键词 搅拌摩擦搭接 铝/钢异种金属 旋涡式材料流动 金属间化合物 力学性能
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一种涡流静态混合器流动及混合特性 被引量:1
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作者 周逸凡 金光远 +7 位作者 吴松 景玉豪 朱正山 冯文凯 宋春芳 李臻峰 宋飞虎 李静 《过程工程学报》 北大核心 2025年第5期471-482,共12页
静态混合器无须外部能源、结构紧凑、集成便利,在食品加工行业中具有重要地位。其中涡流的引入能够显著提升其混合效率,提高反应效率及效果。目前主流涡流静态混合器通过内部结构产生涡流以达成高效混合,其结构需承受流动冲击,有损坏风... 静态混合器无须外部能源、结构紧凑、集成便利,在食品加工行业中具有重要地位。其中涡流的引入能够显著提升其混合效率,提高反应效率及效果。目前主流涡流静态混合器通过内部结构产生涡流以达成高效混合,其结构需承受流动冲击,有损坏风险。本工作研究了一种涡流静态混合器,并通过数值模拟方法研究其流动与混合特性,考察了入口流速及结构参数,包括腔室长径比(D/H)和轴向管径比(D/Da)的影响。结果表明,混合器内部以涡流为主,伴有显著二次流,包括二次涡循环流区、短路流区以及偏心涡区。提高入口流速增强了内部涡流流动,减弱了二次流,出口分离强度显著减小。当流速达0.223 m/s,可于腔室出口达到完全混合。减小D/H或增加D/Da可强化内部涡流流动,混合效果随D/H减小而增强,随D/H由6减小至4,涡流腔出口分离强度由4.03×10^(-3)减少至5.23×10^(-4)。 展开更多
关键词 混合 静态混合器 涡流管 计算流体力学 涡流 二次流
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淤积体对排沙漏斗水沙分离性能的影响机理研究
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作者 李琳 顾怀猛 谭义海 《水利学报》 北大核心 2025年第2期227-239,共13页
为揭示淤积体对排沙漏斗水沙分离性能的影响机理,开展不同厚度淤积体下的浑水模型试验,并利用声学多普勒流速仪量测三维流场,观测空气涡形态变化。研究结果表明:不同进流量下排沙耗水率均随淤积体厚度的增大而增大,泥沙截除率随淤积体... 为揭示淤积体对排沙漏斗水沙分离性能的影响机理,开展不同厚度淤积体下的浑水模型试验,并利用声学多普勒流速仪量测三维流场,观测空气涡形态变化。研究结果表明:不同进流量下排沙耗水率均随淤积体厚度的增大而增大,泥沙截除率随淤积体厚度增加而逐渐降低,不同淤积厚度下排沙耗水率是无淤积体时的1.27~2.14倍,泥沙截除率降幅33%~57%;淤积体导致漏斗流场特性发生改变,泥沙淤积厚度增加使空气涡由无淤积时的稳定贯穿变化至频繁摆动并偏离排沙底孔,不同水沙条件下涡径减小5.95%~53.07%,使排沙耗水率增大;漏斗室内自由涡范围和强度随淤积体厚度增加而减小,设计流量下切向流速平均减小20%~55%,位于强迫涡和自由涡间的环形低流速带宽度与无淤积情况相比增大33%~40%,不利于水沙的螺旋流分离,横向环流强度减弱,不利于泥沙向底孔输移,致使淤积加剧,从而进一步削减旋流强度;径向及垂向紊动强度随泥沙淤积厚度增加分别增大10%~110%和12%~120%,致使悬移质泥沙难以沉降,截除率大幅降低。 展开更多
关键词 排沙漏斗 模型试验 淤积体 空气涡形态 流场特性
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液力透平小流量工况叶道涡识别与模态分析 被引量:1
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作者 苗森春 凌泽居 +2 位作者 王鹏 刘乐琪 王晓晖 《农业工程学报》 北大核心 2025年第8期61-69,共9页
为明确离心泵作液力透平在小流量工况下性能陡降机理,该研究采用Omega涡识别方法和动态模态分解方法(dynamic mode decomposition,DMD)方法对一离心泵作液力透平在小流量工况下叶轮内涡结构的演化规律及非定常流动特性进行了研究。研究... 为明确离心泵作液力透平在小流量工况下性能陡降机理,该研究采用Omega涡识别方法和动态模态分解方法(dynamic mode decomposition,DMD)方法对一离心泵作液力透平在小流量工况下叶轮内涡结构的演化规律及非定常流动特性进行了研究。研究结果表明:基于Omega涡识别方法可以较好地识别出小流量工况下液力透平叶轮内部的涡结构,小流量工况下液力透平叶轮内部流动复杂,主要为大尺度长条状涡流动,局部为小尺度管状涡流动,多尺度旋涡周期性融合、分离及碰撞,导致动能损失;DMD方法能够有效地识别小流量工况下叶轮内复杂流动的脉动频率,经分解能够得到流场前4阶主要模态及其相关频率信息,其主要模态分为动静干涉模态、基本模态和耗散模态,其中2阶模态频率为0,1阶模态频率为叶轮转动频率,3、4阶模态频率分别为2倍及3倍叶轮转动频率,主要模态能够清晰地反映小流量工况下叶轮内复杂流动特征。研究结果可为拓宽液力透平的高效区提供参考。 展开更多
关键词 液力透平 叶轮 模态 小流量工况 Omega涡识别方法 动态模态分解
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旋流涡带形态稳定性调控方法研究
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作者 徐用良 李金凤 +1 位作者 尹俊连 徐萌 《大电机技术》 2025年第5期85-92,共8页
尾水涡带的几何形态对于水力发电机组的稳定运行具有决定性影响。本研究提出了一种针对涡带形态的调控策略,并通过数值模拟技术深入分析了不同调控参数对涡带形态转变效果及支管引水率的影响规律。最终,通过实验手段对所提出的调控策略... 尾水涡带的几何形态对于水力发电机组的稳定运行具有决定性影响。本研究提出了一种针对涡带形态的调控策略,并通过数值模拟技术深入分析了不同调控参数对涡带形态转变效果及支管引水率的影响规律。最终,通过实验手段对所提出的调控策略进行了验证。研究结果表明,降低调控压力P、减少调控位置h以及增加调控管径d均有助于促进涡带从螺旋形态向圆柱形态的转变。降低调控压力P和增加调控管径d均会导致支管引水率显著提升,而调控位置h的调整对支管引水率的影响相对较小,因此调控位置h被视为一个较为理想的调控参数。实验验证了该调控方法能够有效地实现涡带从不稳定的螺旋形态向稳定的细直圆柱形态的转变。 展开更多
关键词 尾水管涡带 稳定性 气液两相流 数值模拟
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导流坎对大流量旋流竖井水力特性的影响研究
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作者 成伟 何小泷 +1 位作者 刘要来 张建民 《水电能源科学》 北大核心 2025年第10期70-74,共5页
旋流竖井在高水头大流量条件下运行时,涡室旋流与引渠来流剧烈碰撞,严重影响水流平稳顺利起旋。对此,通过物理模型试验初步确定了导流坎设计优化原则,并利用数值模拟方法进一步探究不同流量下设置导流坎对旋流竖井流态、压强、流速及空... 旋流竖井在高水头大流量条件下运行时,涡室旋流与引渠来流剧烈碰撞,严重影响水流平稳顺利起旋。对此,通过物理模型试验初步确定了导流坎设计优化原则,并利用数值模拟方法进一步探究不同流量下设置导流坎对旋流竖井流态、压强、流速及空化等水力特性的影响。结果表明,高水头大流量条件下,在上涡室增设导流坎能够有效避免旋流与引渠来流在涡室进口剧烈碰撞,保证水流平稳进入涡室起旋;上涡室进口水深不同流量下降低了48%~54%,引渠与涡室水流衔接平顺;下涡室通气孔掺气速率增加了1.3~1.9倍,竖井段边壁最小水流空化数增大了29%~38%。因此,设置导流坎可提高旋流竖井的泄洪能力,设置导流坎后可适当减小涡室直径以节省工程投资。 展开更多
关键词 导流坎 大流量 旋流竖井 水力特性 数值模拟
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涡流发生器及扭带组合强化换热特性研究
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作者 李海珠 陈雪梅 李强 《太阳能学报》 北大核心 2025年第3期486-493,共8页
该文提出太阳能换热器用的多类型涡流发生器组合的新型复合强化换热结构,并通过数值分析方法,研究多类型涡流发生器组合中的尺寸参数、布置参数和布置方式等变量对整体换热效率的影响,在雷诺数为5000~25000范围内获得了最优参数。研究... 该文提出太阳能换热器用的多类型涡流发生器组合的新型复合强化换热结构,并通过数值分析方法,研究多类型涡流发生器组合中的尺寸参数、布置参数和布置方式等变量对整体换热效率的影响,在雷诺数为5000~25000范围内获得了最优参数。研究结果表明:当涡流发生器采用偏心交错布置时,综合换热效率随攻角的增大与布置间距的减小而增大。在新型复合强化换热结构的攻角为75°、扭带的扭率为4、布置间距为1.5D、布置方式为偏心交错布置时,其综合传热性能与光滑通道相比可提高98%~136%。 展开更多
关键词 太阳能设备 涡流 二次流 场协同 数值方法
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微直肋管内置涡产生器流动与传热特性研究
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作者 王崇兆 吴林凯 +3 位作者 李鑫鹏 林志敏 侯博 王良璧 《工程热物理学报》 北大核心 2025年第7期2368-2381,共14页
采用数值方法探究了微直肋管内置涡产生器的管内流动与传热特性及不同结构参数如扭率(T_(r)=3、4、5和6)、涡产生器间距比(S_(t)/W=0.83、1、1.25和1.67)和基带宽度比(W_(b)/W=0.3、0.45、0.6和0.75)对强化传热性能的影响。结果表明:在R... 采用数值方法探究了微直肋管内置涡产生器的管内流动与传热特性及不同结构参数如扭率(T_(r)=3、4、5和6)、涡产生器间距比(S_(t)/W=0.83、1、1.25和1.67)和基带宽度比(W_(b)/W=0.3、0.45、0.6和0.75)对强化传热性能的影响。结果表明:在Re=3000~30000和所研究的结构参数范围内,微直肋管内置涡产生器的Nu_(m)/Nu_(0)和f/f0分别为1.17~2.16和3.87~5.07,强化传热因子JF最大可达1.3;微直肋管内置涡产生器后,管内平均努塞尔数Nu_(m)随着Tr的减小而增大,而Wb/W和S_t/W对Nu_(m)影响较小,尤其是在较低Re下;而在较高Re下,Nu_(m)随着S_(t)/W增大而稍有减小;在相同的Re下,管内f随T_(r)、S_(t)/W的减小以及Wb/W的增大而增大。相较于光滑圆管、微直肋管、圆管内置涡产生器及扭带,微直肋和涡产生器各自优点相结合,共同起到了强化传热的作用,因而具有更好的换热效果。 展开更多
关键词 微直肋管 强化传热 二次流 涡产生器
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抽水蓄能电站水平弯段侧式进/出水口的优化 被引量:1
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作者 郭港归 刘亚坤 +2 位作者 魏杰 卢洋亮 张帝 《水科学进展》 北大核心 2025年第1期85-96,共12页
抽水蓄能电站工程受地形影响引水隧洞存在水平转角,导致出流工况进/出水口各流道流量差异较大。本文以某工程中带水平弯段转角为29.27°的侧式进/出水口为研究对象,基于三维数值模拟分析弯段中迪恩涡结构的演变规律,探讨2种解决侧式... 抽水蓄能电站工程受地形影响引水隧洞存在水平转角,导致出流工况进/出水口各流道流量差异较大。本文以某工程中带水平弯段转角为29.27°的侧式进/出水口为研究对象,基于三维数值模拟分析弯段中迪恩涡结构的演变规律,探讨2种解决侧式进/出水口偏流问题的措施。结果表明:(1)迪恩涡导致隧洞断面主流呈“月牙形”分布,弯段内侧出现低流速区,导致隧洞流速分布不均。(2)减少隧洞转弯半径、增加导流板可以减少隧洞段偏流侧的流速、缓解流速分布的不均匀度,但导致偏流侧中间流道的流量增大;在此基础上中墩前移可均衡各流道流量,实现进/出水口流量的均匀分配,但以上联合措施会增加额外的水头损失。(3)偏转隧洞轴线使隧洞顶部和底部产生迪恩涡,抵消原断面中心迪恩涡的影响,显著改善了隧洞流速分布的不均匀性,实现进/出水口流量的均衡。研究成果对带弯段的侧式进/出水口设计具有指导意义。 展开更多
关键词 侧式进/出水口 水平弯段 迪恩涡 流量分配
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