水斗非定常自由水膜流三维贴体数值模拟

本研究采用水斗三维非正交贴体坐标系进行了非定常自由水膜流动的数值解析。对不规则水斗内表面采用三维非正交贴体坐标系下离散点进行拟合,推导了曲面离散点的法向矢量和曲面微元面高斯曲率、平均曲率等几何特征量的计算公式,进而导出流体粒子在运动方向上曲率计算式。在水斗三维贴体坐标系中,还推导了流体粒子在水斗曲面上的运动控制方程。最后对某水轮机水斗内表面非定常自由水膜流进行了数值模拟,得到其非定常水膜流态分布。     

白莲河水电厂2号机组振动在线监测系统

在线监测系统是水电机组安全运行的保证，该系统能监视机组的运行情况，对尾水管压力脉动值、顶盖、机架跳动及主轴摆度值进行适时测量．为推广该成果的应用，论述了白莲河水电厂振动在线监测系统的设计方法和系统具备的功能．     

水轮发电机组故障诊断系统中几种征兆的获取

在水轮发电机组故障诊断系统中，征兆获取能力是评价故障诊断系统性能的重要指标，故障信号的特征提取影响到整个诊断过程的计算以及整个诊断系统的品质．将FFT、分形几何、相关分析、奇异谱等理论应用于故障诊断系统中征兆的获取，针对不同类型征兆采取不同的数学处理方法，并结合水轮发电机组故障诊断系统，证明了所述方法的合理性和可行性，提高了整个诊断系统的可靠性和准确性．     

混流式水轮机内部流动的整体解析及气蚀预测

采用计算流体力学方法,将整个水轮机划分为蜗壳、固定导叶叶栅、活动导叶叶栅、转轮和尾水管等几个域,对混流式水轮机进行整体解析,并根据各个域的残差履历,以转轮残差的充分收敛作为迭代计算是否收敛的判据.最后以某水电厂的混流式水轮机作为研究对象,得到了混流式水轮机的静态压力场,并利用压力场预测了转轮叶片出口负压面气蚀的发生时刻及发生部位,所得结果与实际转轮出口负压面气蚀结果一致,表明了文中方法的有效性.     

转轮优化设计二元能量收支控制新理念

大流量贯流式水轮机转轮叶片由轮毂至轮缘形状变化很大,流动特征变化亦非常明显,采用代表半径处能量平均的一元设计将不能满足要求。为了使转轮叶片设计达到更细致的优化设计目标,非常有必要进行二元的转轮叶片翼型优化设计。本文提出将一元能量概念及技术扩张至二元能量收支的新概念。研究中由CFD三维数值解析结果求得叶片进出口二元能量收支状况并对其进行评价及控制,为转轮叶片翼型优化设计提供依据。研究结果表明,二元能量收支方法对优化设计具有实际意义,用此方法设计的贯流式水轮机效率比一元设计提高了0.5%。     

数值模拟冲击式水轮机内部非定常流动

提出了用动画解析法解析冲击式水轮机非定常内部流动的方法,此法提供了如何非定常流动按照时间顺序离散成功画单元,并通过拉格朗日法对流体质点的加速度进行积分来求出水斗内非定常流动的分布首次解析了其内部流动。     

三维自由曲面上特殊点的自然基本矢量

冲击式水轮机的水斗是具有三维自由曲面的几何体,在曲面贴体网格(BFG)上,为了正确分析冲击式水轮机的流动,有必要引用非正交曲线坐标系.本论文介绍了如何得到边界贴体网格点的自然基本矢量 g.在计算基本矢量的过程中,对三个特殊点进行了研究.对这些点的自然坐标矢量运用对角线进行了重新定义,计算后得到了理想的计算结果.     

基于微分几何水斗内移动网格的时空非定常流动

为了把时空非定常流动设计理念用于冲击式水轮机,旋转水斗自由曲面上复杂时空非定常水膜的数值可视化必不可少.文中采用局部非正交边界贴体网格(BFG)对水斗内表面进行描述,利用微分几何精确计算了网格处的自然基本矢量及其偏微分,得到了水斗表面的局部曲率、沿曲面最短距离以及微小曲面面积;成功地将流体的水膜移动网格点投影到了水斗内表面上.用建立的投影理论实现了从旋转水斗缺口及分水刃进入的非定常水膜移动网格的数值可视化,与模型试验照片的比较表明,该数值方法是有效的.     

用小波包分析提取水轮机尾水管动态特性信息

研究了小波包在水轮机尾水管的压力脉动信号处理中的应用,提出了基于小波包分解的特征提取方法。并应用此方法对水机尾水管压力脉动数据的实例进行分析。     

大型混流式水轮机小负荷工况振动研究

研究了大型混流式水轮机小负荷工况下运行的振动，在小负荷工况下运行，水轮机轮进口冲角很大，由此产生脱流，形成叶道涡，在尾水管形成涡带，涡带压力脉动引起了水轮机的振动，通过对小负荷区的试验研究，提出了小负荷区振动的解决办法。