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大型水力设备运行过程中的流体动力学特性分析

目录

内容综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.3主要研究内容与目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.4研究方法与技术路线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

大型水力设备运行环境与流体基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

2.1设备运行工况概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

2.2工作流体物理特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

2.3流体在密闭空间内的运动规律．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

大型水力设备关键部件流体动力学分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

3.1进口区域流动特性探讨．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

3.2过流部件内部流场模拟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

3.3排出口条件及其影响分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

3.4特殊区域流动现象研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

运行过程中的关键流体动力学现象．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

4.1涡轮效应与旋涡形成机理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

4.2水力冲击与压力脉动特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

4.3流体摩擦与内部能量损失评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

4.4气穴现象及其危害分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

数值模拟方法在特性分析中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

5.1数值模拟基本原理介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

5.2边界条件与网格剖分策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

5.3模拟结果验证与精度评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

5.4不同工况下的流场可视化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

实际运行数据与模拟结果对比验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

6.1测量技术与数据采集方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

6.2实测数据特征提取与处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56

6.3模拟与实测结果对比分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57

6.4差异产生原因探讨与模拟模型修正．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60

流体动力学特性对设备性能的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64

7.1对设备效率和功率输出的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65

7.2对设备可靠性与寿命的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．68

7.3对运行安全裕度的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71

降低流动损失与优化设计的思路探讨．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73

8.1流动分离现象的抑制方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74

8.2内部流道结构优化建议．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．77

8.3减少压力脉动与振动的研究方向．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．79

结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．81

9.1主要研究结论总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82

9.2研究不足与局限性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83

9.3