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《武汉大学》 2004年
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基于FLUENT软件的泵站进出水流道流动模拟研究

胡玉仙  
【摘要】:随着经济的高速发展和科学技术的不断进步,我国大型泵站工程的建设越来越多,这些泵站在国民经济建设和人民生活的各个方面都发挥着重要的作用。为了提高我国泵站建设与运行管理的水平,采用计算机技术进行水泵及装置的流动模拟,为水泵运行提供良好的水流流态,以减小流动过程中的水力损失,对提高泵站的装置效率,降低泵站能耗,同时,对降低泵站模型试验的成本,具有重要的理论意义和实用价值。 论文的主要内容包括: (1)简述了我国泵站的现状与发展,在总结与分析流体流动模拟国内外研究现状的基础上,分析了开展泵站进出水流道内水流运动数值模拟的意义。 (2)论文运用流体力学的Navier-Stokes基本方程,提出了以雷诺时均方程为主的进出水流道流动模拟控制方程组。同时,采用k—ε紊流模型和壁面函数法,推导了流动模拟的通用微分方程及相应的离散方程和计算模型。 (3)在采用黏性流体通过圆管弯头段的三维流动经典问题对程序进行考核的基础上,应用Fluent软件作为流动模拟的计算平台,对大型泵站进出水流道中的流态作了较为详细的数值计算与分析,拓展了数值实验方法在流体工程中的应用。 (4)以实际工程为对象,对泵站进出水流道进行了三维流动计算,并通过对计算结果的分析,得出了对工程设计与运行管理有益的结论与建议。 论文的主要创新点为: (1)对流场控制方程及紊流模型进行了深入的分析与研究,导出了通用微分方程,为流体流动模拟的程序编制及应用软件的二次开发打下了基础。 (2)用有限体积法推导了通用微分方程的离散形式,并导出了各种离散系数的计算公式。在对各种差分格式进行分析与比较的基础上,给出了各自的适用范围,并对离散过程中可能出现的伪扩散等现象进行了分析。 (3)针对流场求解中的困难,提出了适合流动计算的交错网格,并对流动分析计算软件FLUENT在泵站流动模拟中的应用进行了探索,建立了泵站流动模拟的FLUENT计算平台,为商业应用软件在流体工程中的应用进行了有益的尝试。 (4)利用FLUENT软件中的GAMBIT进行网格划分,采用非结构化的四面体网格,取代常用的结构化六面体网格,有效地提高了数值模拟的计算精确度。
【学位授予单位】:武汉大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TH38

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【引证文献】
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1 石丽君;风场中沙粒阻力及流场特性的数值研究[D];兰州大学;2011年
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3 潘林;非圆形域喷头调节器的内部流场研究及性能测试[D];华中农业大学;2007年
4 李书芳;越坝气流的物理模拟和数值模拟研究[D];河北工程大学;2007年
5 徐超;滚筒洗衣机噪声控制研究[D];江苏大学;2007年
6 滕丽娟;不同排列方式下的双圆柱、三圆柱绕流数值模拟[D];河北工程大学;2009年
7 苌志超;低压输水管道前池自排式沉沙池水流流场数值模拟研究[D];西北农林科技大学;2010年
8 丁刚;基于FLUENT的破舱船舶溢油的数值模拟[D];武汉理工大学;2010年
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【参考文献】
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【共引文献】
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10 李彦梅;徐英;张涛;李强;;单弯头安装条件对内锥流量计性能影响的仿真研究[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2009年02期
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4 蔡明庆;刘学来;李永安;;直埋供热管道固定墩热桥能耗分析及节能措施[A];2011年全国冷冻冷藏行业与山东制冷空调行业年会暨绿色低碳新技术研讨会论文集[C];2011年
5 王沣浩;颜亮;冯琛琛;王新轲;;地源热泵岩土热响应测试影响因素分析[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
6 陈爱强;杨昭;尹海蛟;张娜;;长圆柱形果蔬冷激处理过程传热特性分析[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
7 崔帅;吴学红;苟秋平;吕彦力;朱兴旺;;球突翅片的传热与流动特性及等效热阻数值分析[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
8 苟秋平;吴学红;吕彦力;朱兴旺;;半球突开缝翅片的优化设计及性能评价[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
9 孟志强;吴学红;张文慧;吕彦力;;环境温湿度对冷藏陈列柜食品影响的三维数值模拟[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
10 罗志明;吴学红;苟秋平;崔帅;吕彦力;;小管径三角翼翅片管换热的传热与流动的数值模拟[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
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1 李润之;点火能量与初始压力对瓦斯爆炸特性的影响研究[D];山东科技大学;2010年
2 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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4 王革;有壁面质量注入通道流体动力学典型问题分析[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 王忠义;船用燃气轮机排气引射装置性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 刘芬;注射成型过程中多相聚合物相形态演变的建模与模拟[D];华中科技大学;2010年
7 付强;1000MW核电站离心式上充泵水力设计与结构可靠性研究[D];江苏大学;2010年
8 左远志;熔融盐高温斜温层混合蓄热的热过程特性[D];华南理工大学;2010年
9 杨建国;电站锅炉煤粉空气富氧直接点火技术的理论及应用研究[D];浙江大学;2010年
10 黄钰期;基于场协同原理的车用冷却系统流动传热耦合分析与结构优化[D];浙江大学;2010年
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1 王春霞;倾斜巷道中风流方向对瓦斯分布与瓦斯积聚的影响[D];河南理工大学;2010年
2 苏超;变压吸附管道流体动力学特性研究[D];山东科技大学;2010年
3 李连举;轴流式通风机气动噪声分布特性的数值研究[D];山东科技大学;2010年
4 包金哲;煤化工气液固多相流管道磨蚀机理及仿真预测研究[D];浙江理工大学;2010年
5 姜逢章;蜂窝板传热元件的性能研究[D];郑州大学;2010年
6 谷骁勇;基于ANSYS的离心压缩机主要零件建模和受力分析[D];郑州大学;2010年
7 马伟伟;喷杆弥雾机气流辅助系统的设计与试验[D];山东农业大学;2010年
8 焦磊;立轴式可变角叶轮流场数值模拟[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 罗富强;扁管管壳式换热器数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 刘广山;流量周期性变化流场数值分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
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2 李家春;;LARGE EDDY SIMULATION OF COMPLEX TURBULENT FLOWS:PHYSICAL ASPECTS AND RESEARCH TRENDS[J];Acta Mechanica Sinica;2001年04期
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4 赵永旺,乔团结,郑颖,何玮;连铸二次冷却喷嘴的检测研究[J];包钢科技;2001年02期
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6 王龙;圆柱绕流的LBM模拟[J];北京大学学报(自然科学版);2002年05期
7 王晋军,连淇祥;后向台阶层流边界层分离实验研究[J];北京航空航天大学学报;1993年01期
8 安联,梁国柱,童晓艳;气动谐振管内压力振荡数值计算[J];北京航空航天大学学报;2003年02期
9 温伟生,胡敏,王照五,石校伟,张晓莉;阻塞性睡眠呼吸暂停综合征患者上气道截面积与线距的相关性分析[J];北京口腔医学;2005年02期
10 魏芳;刘晓峰;林建国;许颖;高清军;;围油栏性能优化的数值模拟[J];交通节能与环保;2007年06期
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1 潘小强;沈庆;袁瑾;陈徐均;;渡驳门桥水动力特性数值研究[A];第十二届中国海岸工程学术讨论会论文集[C];2005年
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9 孟伟;雪峰山隧道通风系统模型实验[D];华中科技大学;2004年
10 王智辉;水流数值模拟中群桩阻力系数研究[D];河海大学;2005年
【二级引证文献】
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2 崔旭利;刘艳洁;贺乐昌;袁泉;;滚筒洗衣机箱体两种侧板振动噪声特性[J];电器;2012年S1期
3 罗锋;黄智勇;施慧玮;王煊军;;液体推进剂贮罐泄漏数值模拟[J];装备环境工程;2012年01期
4 陈维涛;陈东帆;韩兴乾;周晨;高祥;;声带麻痹植入手术的有限元仿真模拟[J];计算机应用;2013年03期
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7 姜伟;曲爱丽;王春秀;刘旦;宿友亮;;戴用口腔矫治器后阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征患者舌骨力学的有限元分析[J];中国组织工程研究;2012年35期
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1 陈超;变量喷头喷灌均匀性及坡地喷灌模型研究[D];江苏大学;2011年
2 王莹;国人上呼吸道系统生物力学模型研究与临床应用[D];大连理工大学;2012年
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中国期刊全文数据库 前10条
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4 孙光华,张雪梅;调压室在永兴泵站出水流道中的应用[J];中国农村水利水电;2000年02期
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8 戴康程;抽水站房进出水流道弯曲段部分中心线的数解法[J];中国农村水利水电;1987年02期
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1 陈松山;周正富;屈磊飞;何仲宁;葛强;严登丰;;低扬程泵站箱涵式出水流道水力特性研究[A];2009全国大型泵站更新改造研讨暨新技术、新产品交流大会论文集[C];2009年
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6 王国瑞;邱红;曹利军;郑彩霞;;浅谈水利工程可行性研究报告设计方案的比较[A];山东水利学会第九届优秀学术论文集[C];2004年
7 甄伟;宋元胜;陈坚;;大型立式泵机组常见故障及分析[A];2009全国大型泵站更新改造研讨暨新技术、新产品交流大会论文集[C];2009年
8 古智生;吕建新;;带行星齿轮的大型潜水电泵研制与应用[A];2009全国大型泵站更新改造研讨暨新技术、新产品交流大会论文集[C];2009年
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3 刘超;南水北调低扬程水泵装置选型和建议[N];中国水利报;2004年
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5 本报记者 苏冠群 通讯员 王慧梅;三项创新提升工程科技含量[N];中国水利报;2005年
6 本报记者 毕鹏飞 赵洪亮 通讯员 李松柏;科研破难题 管理创精品 安全零事故[N];中国水利报;2008年
7 本报记者 赵洪亮 毕鹏飞 通讯员 李松柏 余真;技术创新建高效工程 管理创新推良性发展[N];中国水利报;2008年
8 盛家宝 通讯员 邓东升;开展“四创”竞赛 打造一流工程[N];中国水利报;2004年
9 张仁田;“立式轴流泵及装置研制”取得阶段成果[N];中国水利报;2004年
10 刘超;立式轴流泵及装置研究成果成功用于东线大中型泵站[N];中国水利报;2005年
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7 于丽红;后置灯泡贯流泵装置进出水流道流态优化研究[D];扬州大学;2008年
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