水轮机内部上下游涡流时空演化和相互作用的流动机理研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51909195
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:26.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0904.水力机械及系统
- 结题年份:2022
- 批准年份:2019
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2020-01-01 至2022-12-31
- 项目参与者:--
- 关键词:
项目摘要
With the increase in the penetration of the electricity generated from variable renewable energy sources, Francis turbines are more required to enhance their flexibility by extending the operating range, which has raised significant concern about instabilities caused by the unsteady flow in turbine during off-design operation. The current study aims to investigate the characteristics of unsteady flow field with emphasis on the interaction of vortex rope in the draft and vortical flows in the upstream. Firstly, the simulation method coupled with the influence of compressibility of water is studied based on the open access resource about a high-head Francis turbine test case. Then the pressure fluctuations triggered by the vortex rope is decomposed into relevant patterns. The space-time propagation mechanism of these patterns will be studied in order to understand which part of the fluctuation may be transposable to full scale machine and the actual relations with the upstream instabilities. Secondly, by taking advantages of several vortex dynamics methods, the typical vortical flow structures and their characteristic parameters will be recognized, allowing the quantitative analysis of the dynamic evolution history of the swirling flows and their relationship with the corresponding pressure fluctuations. Finally, the theoretical analysis model of vortex rope is established to clarify the influences of the upstream and downstream instabilities. All works make considerable efforts to illustrate the flow mechanism of unsteady swirling flows in Francis turbine with the influence of upstream and downstream interactions, which could eventually provide theoretical support for the safety of Francis turbine with extended operating range.
随着可再生能源不断引入电网,以混流式水轮机为代表的水电机组亟需扩大运行范围,然而偏工况下水轮机内部非稳态流动及其诱发的不稳定问题是最主要的制约因素。本项目针对尾水管涡带与上游不稳定涡流相互作用的流动机理开展研究。首先基于公开的模型试验算例,开展考虑流体弱压缩性的数值计算方法研究。然后对尾水管涡带诱发的压力脉动进行多模式分解,研究不同模式的时空传播规律,建立其与上游不稳定现象的关联关系;其次,利用多种涡动力学方法,准确识别非稳态流场结构及其特征参数,定量研究它们的演化规律,及伴随其产生的压力脉动响应特性;最后,构建反映上下游耦合关系的尾水管涡带理论分析模型,进行稳定性诊断并评估上下游的相互影响作用。本项目的顺利开展将揭示偏工况流场内不稳定涡流的时空演化和上下游相互作用对运行稳定性的影响,为进一步扩大水轮机安全运行范围提供理论指导。
结项摘要
在我国“双碳”目标的战略背景下,以水轮机为核心的水力机组亟需进一步扩大安全稳定运行范围。本项目针对偏工况下混流式水轮机内部非稳态涡流的时空演化、相互作用的流动机理,及伴随其产生的压力脉动响应特性开展了研究。首先构建了适合复杂涡流流场的数值计算方法为整个研究奠定基础。对比研究不同涡识别方法的适用性和特点,并对目标涡流结构进行可视化研究,提取不同工况下涡流结构的特征参数,阐明了不同工况下水轮机特征涡流在全流域的产生-发展-溃灭等演化规律。通过研究尾水管涡带诱发压力脉动的同步/异步模式信号,揭示了负荷变化对不同模式压力脉动特征的影响及其在上下游的传播规律。基于本征正交分解(POD)方法对尾水管内复杂流场进行解耦降阶,明晰了各阶涡流结构的位置、强度和构成。基于经验模态分解(EMD)和指数能量法,对尾水管压力脉动信号进行特征提取,获得信号的能量分布规律。构建能够准确反映尾水管涡流强度的特征向量,通过识别不同工况下流态样本的不稳定程度,进一步发展了偏工况下尾水管流场的理论分析方法和诊断方法。此外,不稳定涡流容易诱发空化从而造成更严重的不稳定问题,因此项目对空化现象也进行了一系列探索研究。本项目成果可为混流式水轮机的优化设计及电站的智能预警系统提供理论依据。
项目成果
期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(2)
专利数量(2)
叶片-导叶间隙对混流泵非稳态流场特性的影响
- DOI:10.16076/j.cnki.cjhd.2019.06.005
- 发表时间:2019
- 期刊:水动力学研究与进展. A辑
- 影响因子:--
- 作者:刘萌;姜永明;陈婷
- 通讯作者:陈婷
High Sensitivity Temperature Sensor Based on Polymer-Liquid Modified Anti-Resonant Reflecting Guidance in Silica Capillary
基于聚合物液体改性二氧化硅毛细管反谐振反射制导的高灵敏度温度传感器
- DOI:10.2139/ssrn.4297895
- 发表时间:2022
- 期刊:Heliyon
- 影响因子:4
- 作者:Wei Cheng;Shuhui Liu;Panting Niu;Ting Chen
- 通讯作者:Ting Chen
Theoretical investigation on resonance characteristics of a vapor bubble based on Laplace transform method.
基于拉普拉斯变换方法的气泡共振特性理论研究
- DOI:10.1016/j.ultsonch.2022.106275
- 发表时间:2023-01
- 期刊:ULTRASONICS SONOCHEMISTRY
- 影响因子:8.4
- 作者:Wang, Xiaoyu;Du, Xuan;Gao, Dan;Zhang, Yuning;Chen, Ting
- 通讯作者:Chen, Ting
Optimization of Liquid−Liquid Mixing in a Novel Mixer Based on Hybrid SVR-DE Model
基于混合 SVR-DE 模型的新型混合器液-液混合优化
- DOI:10.3390/en16041808
- 发表时间:2023-02
- 期刊:Energies
- 影响因子:3.2
- 作者:Hao Wang;Peijian Zhou;Ting Chen;Jiegang Mou;Jiayi Cui;Huiming Zhang
- 通讯作者:Huiming Zhang
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--"}}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--" }}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--"}}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
A real-world study on clinical predictors of relapse after hospitalized detoxification in a Chinese cohort with alcohol dependence
中国酒精依赖队列住院戒毒后复发临床预测因素的真实世界研究
- DOI:10.7717/peerj.7547
- 发表时间:2019-08
- 期刊:PEER J
- 影响因子:--
- 作者:陶煜杰;胡丽;何英;曹秉蓉;陈娟;叶应华;陈婷;杨霞;徐佳军;李静;孟雅婧;李涛;郭万军
- 通讯作者:郭万军
基于迁移学习的低空摄影测量滑坡方量估算方法
- DOI:10.11873/j.issn.1004-0323.2022.5.1227
- 发表时间:2022
- 期刊:遥感技术与应用
- 影响因子:--
- 作者:何海清;李长城;陈敏;凌梦云;杨容浩;陈婷
- 通讯作者:陈婷
低氧预处理对人牙髓干细胞增殖和表达血管生成因子的影响
- DOI:10.15956/j.cnki.chin.j.conserv.dent.2015.02.002
- 发表时间:2015
- 期刊:牙体牙髓牙周病学杂志
- 影响因子:--
- 作者:刘庆娜;吴补领;陈婷;陈秋月;赖玲芝
- 通讯作者:赖玲芝
mTOR和自噬在海马神经发生中调控作用的研究进展
- DOI:10.13479/j.cnki.jip.2019.01.002
- 发表时间:2019
- 期刊:国际精神病学杂志
- 影响因子:--
- 作者:杨秋悦;陈婷;陈锋;陈畅;张宗泽
- 通讯作者:张宗泽
生姜淀粉的分子结构及理化特性
- DOI:10.16429/j.1009-7848.2021.06.005
- 发表时间:2021
- 期刊:中国食品学报
- 影响因子:--
- 作者:袁甜甜;李奕霏;叶发银;刘栗君;陈婷;赵国华
- 通讯作者:赵国华
其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--" }}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--"}}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--" }}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
内容获取失败,请点击重试
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:
AI项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图
请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
相似国自然基金
{{ item.name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 批准年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}
相似海外基金
{{
item.name }}
{{ item.translate_name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 财政年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}