高水头水电站 爆破膜 水击 数值模拟 Flowmaster

1、高水头水电站论文：高水头水电站爆破膜系统水击分析【中文摘要】采用爆破膜代替调压井是水电站控制水击发生的一项新的技术。针对爆破膜系统进行水击分析对于保障压力管道系统安全和完善爆破膜系统有着重要意义。分析爆破膜数量、整定压力对于压力管道系统稳定产生的影响,对工程设计也有着重要的指导作用。以传统方法对爆破膜系统进行系统模型实验的优点是形象直观,但是必将耗用相当多的时间和资金。随着数值解法的广泛运用和计算机性能的提高,采用数值模拟方法将大大的提高此项工作的效率。甘肃省酒泉市开源电站二级电站中采用了爆破膜技术。在该电站爆破膜系统运行过程中观察到：三偏心蝶阀后的伸缩节在爆破膜爆破后和关闭爆破膜前三偏心蝶阀

2、时产生强烈收缩,以这一现象为切入点,做了以下的工作。首先,简单介绍了国内外水击研究和爆破膜的进展。接下来做了CFD理论综述,为下文的数值模拟做了简单的铺垫。而后用Fluent软件对爆破膜前的三偏心蝶阀在不同开度下进行的稳态和瞬态模拟。在解释了三偏心蝶阀后的伸缩节产生吸缩现象后,得出阻力系数和流量特征的相关结论：基于动网格的瞬态方法计算出的阀门的阻力系数较稳态计算模拟结果切合实际；三偏心蝶阀的流量特性优于普通对称蝶阀,比普通对称蝶阀更接近线性。其次,.【英文摘要】Using safety membranes instead of surge tank in hydropower is a new

3、 technology. Especially, applying in high-head hydropower has considerable economic benefits and promoting this technology has realistic value.Water hammer analysis for safety membranes system is of great significance to protect pressure piping systems and perfect system. Analysis the effect of numb

4、ers of safety membranes and setting pressure for the stability of pressure pipeline system also play an important role on guiding. Traditiona.【关键词】高水头水电站 爆破膜 水击 数值模拟 Flowmaster【英文关键词】high head hydroelectric power plant safety membranes water hammer numerical simulation Flowmaster【索购全文】联系Q1：138113721

5、 Q2：139938848【目录】高水头水电站爆破膜系统水击分析摘要7-8Abstract8-9第1章 绪论10-151.1 课题背景和来源10-121.1.1 课题背景10-111.1.2 课题来源和提出11-121.2 国内外研究现状综述12-141.2.1 国内外关于水击研究的历史和现状12-131.2.2 国内外关于爆破膜研究的历史和现状13-141.3 本文主要工作14-15第2章 数值模拟理论15-272.1 数值模拟基本理论及方法15-182.1.1 基本控制方程162.1.2 动网格守恒方程16-172.1.3 三维湍流模型17-182.2 两方程模型18-222.3 SIMP

6、LE算法22-252.4 CFD商用软件介绍252.5 FLUENT软件简介25-262.5.1 FLUENT求解器介绍25-262.5.2 后处理器262.6 本章小结26-27第3章 三偏心蝶阀的数值模拟27-403.1 三偏心蝶阀的介绍27-283.2 三偏心蝶阀模型的建立28-293.3 网格的划分及动网格介绍29-323.3.1 ANSYS-ICEM介绍29-313.3.2 动网格更新方法31-323.4 动网格的设置及实现32-333.5 边界条件33-343.6 稳态计算模拟34-363.7 基于动网格的瞬态模拟36-373.8 模拟对比分析37-393.8.1 阻力系数对比分析

7、37-383.8.2 流量特性的对比分析38-393.9 本章小结39-40第4章 水击理论及Flowmaster建模40-544.1 水击计算法概述40-424.1.1 有限差分法介绍40-414.1.2 特征线法介绍414.1.3 有限元法介绍41-424.2 特征线法概述42-444.3 Flowmaster简介444.4 Flowmaster计算原理44-484.4.1 管道元件的线性方程及线性化系数的推导45-474.4.2 流体网络线性方程组47-484.5 Flowmaster瞬态分析原理48-514.5.1 引起剧烈压力波动的原因494.5.2 流体瞬态特性的抑制494.5.3

8、 波的传递和最大压力变化估计49-504.5.4 瞬态管道模型50-514.6 建立网络图的假设514.7 网络图的建立51-534.7.1 水轮机元件在网络图中的表示524.7.2 爆破膜元件在网络图中的表示52-534.8 本章小结53-54第5章 爆破膜系统水击数值模拟54-595.1 稳态模拟54-555.2 水击模拟55-585.2.1 空化与非空化性能比较55-565.2.2 爆破膜不同整定压力下的水击模拟56-575.2.3 压力管道主管的长度、压力和时间的曲面图57-585.3 本章小结58-59第6章 三偏心蝶阀附近空化问题的解决59-696.1 增设节流孔板后的流场模拟59-646.2 增设节流