体型参数对梯形旋流排沙渠道水力特性的影响

1

作者 南军虎 李伟 +2 位作者 代江龙 马康宁 汪超群 《水电能源科学》 北大核心 2024年第1期60-64,共5页

为明确起旋室和排沙洞体型参数对梯形旋流排沙渠道水力特性的影响,采用试验研究与数值模拟相结合的方法,研究了各参数下旋流排沙渠道的分流比、空腔形态、压强、流速,对比分析了不同断面型式的水力特性。结果表明,增大起旋室进口宽度,... 为明确起旋室和排沙洞体型参数对梯形旋流排沙渠道水力特性的影响,采用试验研究与数值模拟相结合的方法,研究了各参数下旋流排沙渠道的分流比、空腔形态、压强、流速,对比分析了不同断面型式的水力特性。结果表明,增大起旋室进口宽度,或减小起旋室出口宽度、起旋室高度、排沙洞直径,均能减小梯形旋流排沙渠道的分流比;起旋室出口宽度是影响分流比的主要因素,排沙洞直径偏小会限制排沙洞内空腔的发展;增加渠道水面与排沙洞出口间的落差后可在排沙洞内形成更有利于泥沙运动的旋转水流;梯形旋流排沙渠道的水资源利用效率更高,当渠道来流量为89.6 m^(3)/h时,梯形旋流排沙渠道的分流比较矩形渠道的降低了6.6个百分点,且同一位置处的旋转水流流速更大。研究成果可为旋流排沙渠道在引水工程中的设计与应用提供参考。 展开更多

关键词 旋流排沙渠道 体型参数 分流比 压强 流速

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新工科实验班专创与思政教育深度融合模式探索

2

作者 张东 赵伟国 +2 位作者 王晓晖 安周建 南军虎 《高教学刊》 2024年第10期58-61,共4页

新时期高等学校专业教育与创新创业教育有机结合厚植积极进取的高校创新创业文化,创设灵活多样的创新创业教学体系,构建较为完备的创新创业保障体制,亟需与思政教育深度融合,实现立德树人的根本任务。该文从互补性、聚合性和延展性视角... 新时期高等学校专业教育与创新创业教育有机结合厚植积极进取的高校创新创业文化,创设灵活多样的创新创业教学体系,构建较为完备的创新创业保障体制,亟需与思政教育深度融合,实现立德树人的根本任务。该文从互补性、聚合性和延展性视角构建专创融合与思政教育的内在逻辑,详细阐明“双碳”背景下新工科实验班“课程+平台+项目+团队”的专创与思政教育深度融合典型模式及案例。 展开更多

关键词 新工科 专创融合 思政教育 实验班 教育模式

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跌流竖井入流水舌处内嵌圆弧板的结构优化数值研究

3

作者 魏佳芳 张源 +2 位作者 芦三强 黄盈盈 南军虎 《水电能源科学》 北大核心 2024年第4期80-84,共5页

跌流竖井是排水系统中结构简单且应用广泛的排水基础设施之一,但该结构入流水舌处的水气两相作用剧烈、流态复杂,且在该处常常出现竖井内的最大负压,也就容易从外界大量吸气造成下游管道臭气逸散、井喷或爆管等问题。为此,提出在竖井水... 跌流竖井是排水系统中结构简单且应用广泛的排水基础设施之一,但该结构入流水舌处的水气两相作用剧烈、流态复杂,且在该处常常出现竖井内的最大负压,也就容易从外界大量吸气造成下游管道臭气逸散、井喷或爆管等问题。为此,提出在竖井水舌处设置内嵌圆弧板的结构优化方法,从而有效改善入流水舌流态,降低竖井内气压值和梯度变化,并减缓竖井从外界的吸气程度。在此基础上,采用Fluent三维数值模拟手段,对比分析了结构优化前后的流态、气压梯度、流速及水气分布等特性。结果表明,经过优化后的竖井模型改变了入流水舌处的液体流态,水流入射角度减小,水流撞击点的位置降低,竖井水舌处的负压值明显降低,垂直管内的整体压力梯度变化幅值减弱,从外界卷吸的气量也大幅度减小。可见所设计的新型竖井结构优化方法对跌流竖井入流水舌问题有较好的改善作用,同时也为排污管道竖井设计及优化提供一定的参考。 展开更多

关键词 跌流竖井 入流水舌 内嵌圆弧板 流态改善 数值模拟

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跌流竖井内循环气流流通的临界位置理论建模和计算

4

作者 魏佳芳 芦三强 +3 位作者 赵文举 南军虎 龙丽丽 曾永亮 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2023年第1期55-60,F0003,共7页

在跌流竖井中设置内循环气流系统能够有效减缓下游排水管道被加压和气体聚集的状况.为了确定内循环气流系统中气体能够形成流通回路的临界位置,采用理论模型计算的方法研究了带有内循环气流系统的跌流竖井内湿管和气管的气压分布.结果表... 在跌流竖井中设置内循环气流系统能够有效减缓下游排水管道被加压和气体聚集的状况.为了确定内循环气流系统中气体能够形成流通回路的临界位置,采用理论模型计算的方法研究了带有内循环气流系统的跌流竖井内湿管和气管的气压分布.结果表明:只有当气体循环路径在高于临界气压所对应的临界位置时,该内循环气流系统才能够发挥作用;理论计算所得湿管和气管的气压分布与模型实验所测得的数据相吻合;对于跌落高度为7.72 m的跌流式竖井,临界位置的范围为0.65~0.84倍跌流高度,且流量越大临界位置越靠近竖井底部. 展开更多

关键词 跌流竖井 理论模型 内循环气流 气压临界值 临界位置

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旋流消能工内空腔旋流的数值模拟 被引量：15

5

作者 南军虎 牛争鸣 +1 位作者 张东 洪镝 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期76-83,共8页

为了克服试验研究的局限,揭示旋流消能工内部的流动特性,以公伯峡水平旋流泄洪洞为例,在原、模型试验研究的基础上,采用Realizable k-ε湍流模型对空腔旋流进行数值模拟。模拟结果表明,压强等值线沿径向大致以旋流空腔为中心的同心圆轴... 为了克服试验研究的局限,揭示旋流消能工内部的流动特性,以公伯峡水平旋流泄洪洞为例,在原、模型试验研究的基础上,采用Realizable k-ε湍流模型对空腔旋流进行数值模拟。模拟结果表明,压强等值线沿径向大致以旋流空腔为中心的同心圆轴对称分布;旋流区和空腔内流速具有明显的分区特性,旋流区动能沿程由切向动能向轴向动能转变,并得到旋流角的印证;旋流空腔沿旋流洞轴向和径向均有变化;湍动能与湍动能耗散率的径向分布体现出水气交界面处水气混掺紊动、离心力引起壁面摩擦力的增加是空腔旋流具有较大消能率的原因。通过数值模拟与原、模型水力特性的对比分析可知,数值模拟能够客观地反映出空腔旋流内部的流场特性,成果可为旋流消能工内空腔旋流的研究应用提供参考。 展开更多

关键词 空腔旋流 数值模拟 水力特性

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水平旋流消能工水力学研究方法适宜性 被引量：7

6

作者 南军虎 马保泰 +2 位作者 王煜搏 牛争鸣 洪镝 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期390-397,共8页

为明晰原型观测、模型试验和数值模拟3种水力学研究方法对水平旋流消能技术的适宜性,基于公伯峡水平旋流洞体型,对比了3种方法的研究成果,得到各方法对不同参数的适宜性。结果表明:3种方法对宏观水流流态、旋流洞壁面压强、消能率的研... 为明晰原型观测、模型试验和数值模拟3种水力学研究方法对水平旋流消能技术的适宜性,基于公伯峡水平旋流洞体型,对比了3种方法的研究成果,得到各方法对不同参数的适宜性。结果表明:3种方法对宏观水流流态、旋流洞壁面压强、消能率的研究结果基本一致;模型试验和数值模拟的环状空腔长度与原型观测存在不同程度的差异,进而影响竖井内其他参数的准确性,工程设计中应对其进行必要的修正;数值模拟和模型试验是研究旋流空腔形态和旋流洞内流速的可行方法,能有效克服原型量测技术的局限,且数值模拟研究更具优势;1∶40及以上比尺的模型是研究起旋室通风井通风特性的有效方法。 展开更多

关键词 旋流消能工 水力学 原型观测 模型试验 数值模拟

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旋流消能工内空腔旋流的流速特性 被引量：7

7

作者 南军虎 牛争鸣 张东 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期41-47,共7页

为了揭示空腔旋流的内部流场特性,以公伯峡水平旋流消能工为例,结合数值模拟和试验成果,研究空腔旋流的流速特性。结果表明,随半径的增大,同一轴向断面的切向流速呈先增大后减小的规律,具有组合涡的分布特性,而轴向流速具有先急剧增大,... 为了揭示空腔旋流的内部流场特性,以公伯峡水平旋流消能工为例,结合数值模拟和试验成果,研究空腔旋流的流速特性。结果表明,随半径的增大,同一轴向断面的切向流速呈先增大后减小的规律,具有组合涡的分布特性,而轴向流速具有先急剧增大,而后平缓变化的特性。旋流消能工内空腔旋流的流动以切向流动和轴向流动为主,且沿程是由切向流速向轴向流速转变的,并与旋流角的沿程分布相印证。组合涡指数是旋流内部流动自由程度和能量损失的体现,在研究流段上其值介于-0.8~0.5之间,并随半径的减小而减小;组合涡指数的沿程分布表明旋流消能工内的空腔旋流沿程是由准强制涡向准自由涡转变的。推导并建立压强及流量的计算公式,代入数值模拟结果验证了空腔旋流的组合涡运动规律,成果可为空腔旋流内部微观流动特性的研究提供参考。 展开更多

关键词 空腔旋流 流速特性 切向流速 组合涡 数值模拟

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高山峡谷大流量下溢流表孔体型试验 被引量：2

8

作者 南军虎 李正安 +1 位作者 乔明秋 陈晴 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2011年第6期42-46,共5页

亚碧罗水电站坝址处河道较窄,单宽流量大,且下游左岸存在5个错落体,为了分散水舌落点并避免下泄水流直接倾砸岸坡,以减小对河床的冲刷,结合亚碧罗水电站1∶50和1∶100两种比尺的模型试验,对表孔总体布置型式、掺气和消能设施进行系列优... 亚碧罗水电站坝址处河道较窄,单宽流量大,且下游左岸存在5个错落体,为了分散水舌落点并避免下泄水流直接倾砸岸坡,以减小对河床的冲刷,结合亚碧罗水电站1∶50和1∶100两种比尺的模型试验,对表孔总体布置型式、掺气和消能设施进行系列优化试验后提出推荐方案.试验结果表明,掺气设施选用合理,挑射水流在空间上形成差动结构,消能区域增大,水舌落点分布均匀,较好地解决了工程问题,也为同类工程提供了重要参考. 展开更多

关键词 溢流表孔 模型试验 掺气 挑射水流

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新工科背景下工科类专业基础课教学创新策略及实践——以流体力学课程为例 被引量：7

9

作者 南军虎 张东 +1 位作者 王燕 马高生 《高教学刊》 2022年第2期43-46,共4页

流体力学等工科类专业的基础课程,因具有内容艰涩、理论性和逻辑性强等特点,学生学习时往往兴味索然,难以运用所学知识解决实际问题。以流体力学课程为例,基于新工科背景提出并实践了针对工科类专业基础课的教学创新策略:1.将课程思政... 流体力学等工科类专业的基础课程,因具有内容艰涩、理论性和逻辑性强等特点,学生学习时往往兴味索然,难以运用所学知识解决实际问题。以流体力学课程为例,基于新工科背景提出并实践了针对工科类专业基础课的教学创新策略:1.将课程思政贯穿教学始终,特别是将课程和专业60多年的历史传承融入其中,树立学生的专业和学习自信;2.构建了流体力学的基础知识模块,使学生形成对相关内容触类旁通的认识,以夯实学生的理论基础;3.挖掘专业领域和学科前沿中的流体力学特色教学案例,实现科教融合,打造学生的专业核心能力;4.依托在线课程资源,将现代信息技术与教学深度融合,创新教学模式,提升学生的课堂参与度和获得感。上述教学创新策略取得了良好的教学效果,可为工科类专业基础课程的建设与教学提供参考。 展开更多

关键词 专业基础课 历史传承 知识模块 教学案例 教学模式

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工程流体力学撷要——由三个方程谈起 被引量：7

10

作者 南军虎 张东 《力学与实践》 北大核心 2016年第2期189-191,共3页

工程流体力学是一门理论性和实践性均较强的专业基础课程,其涉及的基础知识面广、理论和公式多.为了让学生系统地掌握课程的主要内容,并形成对内容触类旁通的认识,本文用工程流体力学中的三个方程对相关内容进行了归纳总结,以期为流体... 工程流体力学是一门理论性和实践性均较强的专业基础课程,其涉及的基础知识面广、理论和公式多.为了让学生系统地掌握课程的主要内容,并形成对内容触类旁通的认识,本文用工程流体力学中的三个方程对相关内容进行了归纳总结,以期为流体力学的学习提供帮助. 展开更多

关键词 工程流体力学 课程内容 连续性方程 伯努利方程 动量方程

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旋流消能工内空腔旋流的能量特性 被引量：3

11

作者 南军虎 牛争鸣 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期372-377,共6页

为了揭示旋流消能工内空腔旋流的能量特性,本文以公伯峡水电站为例,基于组合涡运动规律推导并建立了空腔旋流各类能量的计算公式,研究了空腔旋流的能量特性。结果表明,文中的能量计算公式在空腔旋流的能量计算中具有更好的适宜性,克服... 为了揭示旋流消能工内空腔旋流的能量特性,本文以公伯峡水电站为例,基于组合涡运动规律推导并建立了空腔旋流各类能量的计算公式,研究了空腔旋流的能量特性。结果表明,文中的能量计算公式在空腔旋流的能量计算中具有更好的适宜性,克服了常规能量方程在空腔旋流能量精确计算中的局限。旋流洞内空腔旋流的切向动能沿程减小;轴向动能和压力势能沿程波动变化,且相对轴向动能和相对压力势能沿程变化趋势相反;空腔旋流的总能量以轴向动能为主且沿程减小;在水平长度为15.5m的研究流段间其能量损失约占总水头的5%。并结合湍动能耗散率揭示了空腔旋流能量损失的主要组成部分。成果对旋流消能工的设计和深入认识旋流消能工内空腔旋流的能量特性具有指导意义。 展开更多

关键词 空腔旋流 组合涡 能量方程 能量特性 能量损失

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专业基础课教学中学生思维能力的培养与实践 被引量：4

12

作者 南军虎 王成军 张东 《大学教育》 2016年第10期16-17,共2页

在专业基础课教学中注重培养学生的思维能力,对高校创新性人才的培养具有重要意义。在分析专业基础课课程特点的基础上,可以以流体力学课程为例,探讨专业基础课教学中学生思维能力培养的一些措施并进行相关实践。实践结果表明:教师在教... 在专业基础课教学中注重培养学生的思维能力,对高校创新性人才的培养具有重要意义。在分析专业基础课课程特点的基础上,可以以流体力学课程为例,探讨专业基础课教学中学生思维能力培养的一些措施并进行相关实践。实践结果表明:教师在教学中应积极创设特定情境,激发学生的思维兴趣;注重教学逻辑,锻炼学生的逻辑思维能力;理论联系实际,提高学生的创新思维能力;强调归纳总结,培养学生的分析思维能力。 展开更多

关键词 专业基础课 流体力学 教学 思维能力

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裁弯河道内生物栖息地改造及生态流量估算 被引量：6

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作者 南军虎 刘一安 +1 位作者 陈垚 张书峰 《水资源保护》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期189-197,共9页

为探讨砾石群布置对裁弯取直河道内生物栖息地的改造效果,并估算改造河段的生态流量,以江西金沙溪为研究区域,选取鲢鱼为研究对象,采用正交试验法和数值模拟方法,研究了最优砾石群的布置形式,并采用生物栖息地法估算了河道内生态流量。... 为探讨砾石群布置对裁弯取直河道内生物栖息地的改造效果,并估算改造河段的生态流量,以江西金沙溪为研究区域,选取鲢鱼为研究对象,采用正交试验法和数值模拟方法,研究了最优砾石群的布置形式,并采用生物栖息地法估算了河道内生态流量。结果表明:流量对裁弯河道生物栖息地加权可用面积(WAU)的影响最大,砾石堆积体边长次之,堆积体间距最小,单体砾石边长20 m、砾石间距9 m为最优砾石群布置形式;在原河道平滩流量条件下,裁弯取直后河道内WAU较原河道减小约30%,布置最优砾石群后,裁弯河道内WAU较原河道增加20%,生物栖息地自然化改造效果明显,且不影响河道行洪能力;原河道基本生态流量为50 m^(3)/s,目标生态流量为718 m^(3)/s,改造后裁弯河道基本生态流量为218 m^(3)/s,目标生态流量为618 m^(3)/s。 展开更多

关键词 生态流量 生物栖息地 裁弯河道 砾石群 正交试验 鲢鱼 金沙溪

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基于砾石群布置的河道生物栖息地自然化改造 被引量：4

14

作者 南军虎 张书峰 +3 位作者 袁福民 杨霄 王超 邱志敏 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期608-617,共10页

为探讨砾石群对河道生物栖息地自然化改造效果,以江西金沙溪河段为例,采用文献调研和数值模拟的方法,选择鲢鱼为目标物种,耦合河段的平面二维水动力及栖息地模拟,研究了砾石群布置对裁弯河道生物栖息地的影响特性及自然化改造效果。结... 为探讨砾石群对河道生物栖息地自然化改造效果,以江西金沙溪河段为例,采用文献调研和数值模拟的方法,选择鲢鱼为目标物种,耦合河段的平面二维水动力及栖息地模拟,研究了砾石群布置对裁弯河道生物栖息地的影响特性及自然化改造效果。结果表明:裁弯河道鲢鱼栖息地加权可用面积(A WU)明显减少,弗劳德数在其主流线附近增大,剪切速度值由原河道的横向梯度分布转变为均匀分布;砾石群对裁弯河道生物栖息地的自然化改造效果显著,其中河道凹岸高密度布置方式使鲢鱼栖息地可用面积百分率(A PU)由裁弯河道的9.20%增长至15.06%,砾石群下游附近水流的弗劳德数由裁弯河道的0.13~0.68骤降至0~0.15,砾石群下游区域形成低速水流区,为鲢鱼在大流量河道中提供了良好的庇护场所。 展开更多

关键词 河道 裁弯取直 砾石群 栖息地 自然化改造

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一种新型旋流排沙渠道的试验研究和数值模拟 被引量：2

15

作者 南军虎 高欢 +4 位作者 汪超群 马康宁 罗涵 刘一安 李伟 《工程科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期116-123,共8页

引水时泥沙含量过高会导致一系列工程问题,为解决多泥沙河流引水时的水沙分离问题,常在渠首处设置排沙设施。旋流排沙渠道作为一种渠道排沙新技术,其综合性能和排沙效果是其推广应用的关键所在。本文采用试验研究和数值模拟相结合的方法... 引水时泥沙含量过高会导致一系列工程问题,为解决多泥沙河流引水时的水沙分离问题,常在渠首处设置排沙设施。旋流排沙渠道作为一种渠道排沙新技术,其综合性能和排沙效果是其推广应用的关键所在。本文采用试验研究和数值模拟相结合的方法,对旋流排沙渠道内水流的水力特性和排沙特性进行了分析。首先,采用物理模型进行试验,获得相应的水力参数和截沙率;其次,通过试验所得参数验证数值模拟的准确性,其中流速、水面线等参数数值模拟结果与试验值一致,数值模拟能够反映旋流排沙渠道内水流的运动状态;最后,结合模型试验和数值模拟对旋流排沙渠道的水力特性和排沙特性进行综合分析。结果表明:起旋室流态随渠道来流量的增加呈自由流、临界流及淹没流的流态演变序列;在淹没流流态下,排沙洞内能形成有利于泥沙悬浮卷扬的旋转水流,且对引水渠道内的流态影响很小;随着上游渠道水深增加,排沙洞的分流比呈非线性规律减小,在上游渠道内相对水深为0.97时,排沙洞的分流比仅为6.07%;上游渠道内相对水深为0.21时,排沙洞内最大流速较渠道平均流速增大了175%,对粒径为0.075~3.000 mm泥沙的截沙率达93.7%。综上所述,旋流排沙渠道是一种高排沙率、低耗水量的渠道排沙技术,成果有利于丰富引水工程中的水沙分离技术,为解决渠道泥沙淤积问题提供了新思路。 展开更多

关键词 旋流排沙渠道 流态 分流比 截沙率

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旋流排沙渠道排沙特性试验 被引量：1

16

作者 南军虎 汪超群 +5 位作者 李伟 高欢 陈垚 代江龙 陶然 马康宁 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第14期127-135,共9页

旋流排沙渠道是基于旋转水流的特点提出的一种水沙分离新技术,为明确不同来流条件对旋流排沙渠道排沙特性的影响,该研究通过物理模型试验探究了来流流量、来流流速、泥沙级配及下游渠道水力条件下旋流排沙渠道的排沙、余沙及淤沙特性,... 旋流排沙渠道是基于旋转水流的特点提出的一种水沙分离新技术,为明确不同来流条件对旋流排沙渠道排沙特性的影响,该研究通过物理模型试验探究了来流流量、来流流速、泥沙级配及下游渠道水力条件下旋流排沙渠道的排沙、余沙及淤沙特性,分析了其截沙率变化规律。结果表明,当来流条件改变时,旋流排沙渠道的排沙特性发生规律性变化,在来流流量增加或流速增加或来沙中值粒径减小情况下,旋流排沙渠道的排沙量减小,余沙量增加,其中改变来流流量对截沙率的影响最为明显,最大变幅为16.3%。不同水沙条件下0.075~0.315 mm细颗粒泥沙的排沙量及余沙量均存在较大差异,且下游渠道余沙均以该粒径区间的泥沙为主,而粒径>0.315~3.0 mm泥沙的排除效果受水沙条件改变的影响极小。排沙洞内泥沙淤沙量随来流量和泥沙中值粒径的增加而增加,而随流速的增加而减少,但各水沙条件下最大淤沙量仅为来沙量的2.6%。在渠道下游设置挡水板后,旋流排沙渠道的排沙性能得到进一步提升,提高了粒径>0.16~0.315 mm泥沙的排除效果,与不设挡水板相比截沙率增加了4.6个百分点,改善了排沙洞内的泥沙淤积问题。旋流排沙渠道具有良好的泥沙分选效果,能有效排除高含沙水流中的粗颗粒泥沙(在不同水沙条件下最小截沙率为76.9%),从而减少了泥沙对渠道下游设施的影响,因此工程中可通过优化流量、流速、下游水力条件等提升旋流排沙渠道的排沙特性。该研究明确了不同水沙条件下旋流排沙渠道的适用性,成果可为其在工程中的设计和应用提供参考。 展开更多

关键词 泥沙 试验 旋流排沙渠道 截沙率 排沙 余沙 淤沙

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旋流排沙渠道体型优化的正交数值试验方法和应用 被引量：1

17

作者 南军虎 罗涵 +2 位作者 马康宁 高欢 汪超群 《水力发电学报》 CSCD 北大核心 2022年第10期160-169,共10页

为优化多泥沙河流引水渠道内的泥沙级配,实现泥沙分选的效果,提出了一种新型旋流排沙渠道。基于数值模拟与模型试验结果,采用正交数值试验方法,以分流比与排沙洞典型断面的流速为目标函数,优化了旋流排沙渠道的关键体型参数,对比分析了... 为优化多泥沙河流引水渠道内的泥沙级配,实现泥沙分选的效果,提出了一种新型旋流排沙渠道。基于数值模拟与模型试验结果,采用正交数值试验方法,以分流比与排沙洞典型断面的流速为目标函数,优化了旋流排沙渠道的关键体型参数,对比分析了体型优化前后旋流排沙渠道的水沙特性。结果表明,正交数值试验设计能有效提升结构的优化效率,获得具有良好性能的旋流排沙渠道。当渠道来流量为30 L·s^(-1)时,优化体型的排沙耗水量较原体型减小21.5%,分流比减小4.6%,排沙洞出口断面最大流速增大10.8%,水流的挟沙能力增强,在排沙洞内形成更有利于泥沙运动的旋转水流条件;体型优化前后的旋流排沙渠道对粒径为0.075~3.0 mm泥沙的总体截沙率分别高达90%和88%,表明旋流排沙渠道具有良好的排沙特性,且优化体型排沙洞内的泥沙淤积量较原体型减小61.8%。本成果可为这种新型旋流排沙渠道体型优化和其在引水渠道等工程中的应用提供参考。 展开更多

关键词 旋流排沙渠道 正交数值试验方法 体型优化 分流比 水沙特性

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旋流排沙渠道水力特性预测模型适宜性研究 被引量：1

18

作者 南军虎 高欢 +1 位作者 汪超群 马康宁 《水电能源科学》 北大核心 2022年第9期142-145,70,共5页

排沙耗水量和排沙洞内流速是评价旋流排沙渠道性能的重要指标,为预测这两个水力参数,在试验研究和数值模拟的基础上,利用4因素5水平的正交试验设计获得25组样本,分别基于BP神经网络、RBF神经网络和响应面法建立3种预测模型,并对比分析了... 排沙耗水量和排沙洞内流速是评价旋流排沙渠道性能的重要指标,为预测这两个水力参数,在试验研究和数值模拟的基础上,利用4因素5水平的正交试验设计获得25组样本,分别基于BP神经网络、RBF神经网络和响应面法建立3种预测模型,并对比分析了这3种预测模型的预测效果。结果表明,BP预测模型决定系数为0.661,预测结果的误差小于5%的比例均值为42%,预测效果较差;RBF、RSM预测模型的决定系数均值分别为0.990、0.993,预测结果的误差小于5%的比例均为92%以上,预测精度较高,可为旋流排沙渠道水力特性的预测提供参考,也可为体型优化时代理模型的选择提供借鉴。 展开更多

关键词 旋流排沙渠道 数值模拟 预测模型 误差分析

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由风速和压强过程线解读水平旋流泄洪洞流态

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作者 南军虎 牛争鸣 +1 位作者 洪镝 朱静 《西安理工大学学报》 CAS 北大核心 2012年第4期398-403,共6页

以公伯峡水电站为例,结合原型风速和压强随闸门开度的变化过程线,研究了水平旋流泄洪洞的水流流态。试验系统描述了堰闸段、竖井段、起旋室、旋流洞、水垫塘及退水洞内水流流态的变化过程,对比分析了原型和模型流态的差异。结果表明受... 以公伯峡水电站为例,结合原型风速和压强随闸门开度的变化过程线,研究了水平旋流泄洪洞的水流流态。试验系统描述了堰闸段、竖井段、起旋室、旋流洞、水垫塘及退水洞内水流流态的变化过程,对比分析了原型和模型流态的差异。结果表明受收缩环的影响,在闸门开启过程中堰闸段水流由堰流向淹没流过渡,竖井段水流由自由跌落向淹没射流过渡;旋流洞内流态的变化大致可分为五个阶段,经历由自由流向吸吮流转变的过程;水垫塘调整流态的作用显著,退水洞内水流呈稳定的明流流态。 展开更多

关键词 水平旋流 流态 原型 开度 过程线

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泄洪竖井内水气两相流特性数学模型适宜性研究

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作者 南军虎 高欢 +1 位作者 陶然 杨霄 《水电能源科学》 北大核心 2022年第8期122-126,共5页

为明晰数学模型对泄洪竖井内水气两相流模拟的适宜性,以公伯峡水电站泄洪竖井为例,结合模型试验结果,研究了3种不同数学模型对环形掺气坎下部竖井内流态、压强、流速、通风量、掺气浓度等特性模拟的适宜性。结果表明,局部-VOF模型适宜... 为明晰数学模型对泄洪竖井内水气两相流模拟的适宜性,以公伯峡水电站泄洪竖井为例,结合模型试验结果,研究了3种不同数学模型对环形掺气坎下部竖井内流态、压强、流速、通风量、掺气浓度等特性模拟的适宜性。结果表明,局部-VOF模型适宜于模拟竖井内空腔区和水气混掺区流态、环状空腔长度和断面掺气浓度;局部-混合模型能较好地模拟水气两相流衰减,因而对水气掺混区下部壁面压强和流速的模拟具有较好的适宜性;整体-VOF模型对环形通气孔通风量的模拟效果较好,可为通气孔的设计和风速的计算提供有益参考。可见针对泄洪竖井内的不同参数,应灵活选用不同的数学模型进行模拟。 展开更多

关键词 环形掺气坎 泄洪竖井 水气两相流 模型试验 数值模拟

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