曹树良
- 作品数：144 被引量：1,115H指数：19
- 供职机构：清华大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：机械工程理学动力工程及工程热物理交通运输工程更多>>
- 通气对空蚀的影响及高速摄影观察被引量：5
- 2001年
- 为了研究通气对高速水流中发生的旋涡空化所引起空蚀的影响 ,把不同量的气体通入了射流放水阀阀针后部的旋涡空化区 ,观察了空化状态 ,测量了空化所引起的空蚀。观测表明 ,气流在水流中形成气泡分布在空化区内。部分气泡被旋涡空化团所包含 ,因此在通气条件下 ,空化涡中包含有空化泡和空气泡。空蚀实验表明 ,试片表面的质量损失均随通气量的增加而减小。分析表明 ,通气对空蚀的影响确不能完全解释为声速的减小。
- 王国玉曹树良
- 关键词：通气空蚀高速摄影
- 混流泵叶轮的正反问题迭代法设计及流动分析被引量：3
- 2013年
- 提出了用正反问题迭代法设计混流泵叶轮的新方法。该方法能够有效地弥补传统方法设计叶片时轴面流动的计算仅满足流体连续方程的缺陷,同时考虑了叶片形状对轴面流场计算的影响。通过两类相对流面迭代求解流体连续方程与运动方程,完成设计叶轮的正问题计算。采用逐点积分法进行叶片骨线绘型,在轴面上加厚叶片,在保角变换平面内修圆叶片头尾部,完成反问题设计。正反问题迭代计算直至收敛,最终完成混流泵叶轮的设计。采用SIMPLEC算法,通过求解Navier-Stokes方程和RNGk-ε湍流模型方程,模拟了混流泵叶轮内的三维流场,获得了叶轮内的速度与压力分布。结果表明:正反问题迭代方法设计的叶片对于水流的控制能力增强,叶轮内部流动稳定,压力分布均匀,具有更优的水力性能。
- 邴浩张勤昭曹树良谭磊祝宝山
- 关键词：混流泵叶轮
- 前置导叶预旋调节离心泵性能的数值预测与试验被引量：23
- 2009年
- 在分析叶轮进口流态的基础上,给出了一种用于调节离心泵工况点的前置导叶水力模型设计方法,目的是通过减小离心泵在变工况条件下叶轮进口的冲击损失和回流损失来改善在非设计工况的水力性能,拓宽高效运行范围。基于SIMPLEC算法,通过数值求解Reynolds平均Navier-Stokes方程和RNGk-ε湍流模型方程,模拟了不同预旋角度下前置导叶离心泵全流道的三维湍流流场,外特性计算结果和试验数据吻合较好。在此基础上,分析了离心泵前置导叶预旋调节的基本规律及调节机理。
- 桂绍波曹树良谭磊祝宝山
- 关键词：离心泵数值模拟
- 水力机械非定常流动的三维涡方法计算被引量：1
- 2012年
- 利用拉格朗日型涡方法计算了混流式水轮机转轮内部的非定常流动.采用高精度的边界元法计算域内势流速度以满足固体边界不可穿透条件,通过在固体边界上导入新生涡满足边界的无滑移条件.利用拉格朗日法计算涡元的运动,而离散涡元之间的诱导速度则通过毕奥一萨伐尔公式结合快速多级子算法和自适应树结构算法获得.通过对某混流式转轮水轮机在设计工况及非设计工况下的数值模拟,以及模拟结果与实验测量的对比,验证了该拉格朗日涡方法在计算转轮内部高雷诺数非定常流动中的有效性.
- 王龙步祝宝山王宏曹树良
- 关键词：边界元法水轮机转轮
- 结合自适应网格的基于特征线方程的分离算法被引量：1
- 2009年
- 提出一种新的网格自适应方法:在需要加密的网格单元中心加入新结点,并对加密后的相邻三角形网格单元进行公共边变换,构成新的网格单元.与传统的在网格边界中点加入新节点的自适应方法相比,新方法可以更加灵活地控制网格密度,加密后的网格继承原先的网格质量不发生畸变,并且算法编程简便,容易实现.将自适应网格生成方法和基于特征线方程的分离算法相结合,对空腔内不可压缩黏性流动进行了计算.在特征线方向上进行时间步离散,动量方程求解过程中采用非增量型分离算法.计算中,把求解变量梯度值作为判定准则,在变化剧烈的区域进行网格局部加密.计算结果表明该组合算法有很好的计算精度,并有效减少了计算时间和存储量.
- 陈炎曹树良梁开洪祝宝山
- 关键词：自适应网格
- 速度矩分布规律的参数化描述及对混流泵性能的影响被引量：16
- 2012年
- 为提升设计水平、改进混流泵叶片速度矩分布规律的给定,该文通过理论分析,对速度矩分布规律进行参数化表述,选取无量纲速度矩沿流线分布曲线的相对系数a0与速度矩分布曲线在叶片出口处的导数值P作为速度矩分布参数。基于混流泵叶轮正反问题迭代法设计平台,给定不同速度矩分布参数组合设计了一系列混流泵叶轮。基于SIMPLEC算法,通过求解N-S方程和RNGk-ε湍流模型方程,对混流泵叶轮内部三维湍流流场进行了模拟,获得了相对速度与压力分布,并预估了水力效率。研究表明,速度矩分布参数直接影响着叶片包角与出口边位置,进而影响到叶轮内部相对速度与压力的分布以及流动的稳定性。合理选择速度矩分布参数,有利于增强叶片对于流体运动的控制能力,改善叶轮内部压力分布,使叶轮具有更为优越的水力特性。该文提出的速度矩分布规律参数化方法,为混流泵叶轮设计过程中速度矩分布规律的给定提供了有益的借鉴。
- 邴浩曹树良谭磊陆力
- 关键词：叶轮参数化混流泵
- 考虑不可凝结气体的空化流模型及数值模拟被引量：16
- 2012年
- 以均相流假设为基础建立了一种基于输运方程的空化流模型,该模型在质量传输方程中不仅考虑了蒸发和凝结的机理,而且考虑了不可凝结气体的影响.采用RNG k-ε湍流模型,并引入与混合密度相关的修正函数对湍流涡黏性系数进行修正.应用文中的空化流模型,对NA-CA66翼型进行了定常空化流动数值模拟,翼型吸力面的压力系数分布曲线与试验结果吻合很好.在此基础上,进一步研究了模型中不可凝结气体质量分数以及不同进口湍动能和湍流耗散率对空泡形成和发展的影响,确定了模型中不可凝结气体质量分数、进口湍动能和湍流耗散率的合理取值.应用空化流模型对非定常空化流动进行了数值模拟,数值模拟结果清晰地反映了翼型表面空化云的初生、成长、脱落和溃灭的全过程,并指出反向射流是引起空化云脱落的重要原因.非定常计算得到的斯特劳哈数与试验相吻合,进一步验证了该模型在空化流数值计算中的可靠性.
- 宋宇曹树良
- 关键词：湍流模型数值模拟
- 小波变换应用于水轮机空化信号检测被引量：19
- 2013年
- 水轮机中的空化现象成因复杂,影响水轮机性能和使用寿命,危害很大。通过测量空化噪声信号监测空化发展程度是防止机组在空化状态下运行的一个重要方法。空化噪声信号是典型的突变信号,单纯依靠频谱分析难以确定不同空化程度下对应的噪声信号特点。小波变换良好的时频局部化特性使其能够很好地处理信号突变点。本文尝试应用小波变换处理空化噪声信号,通过小波变换的模极大值来描述空化噪声信号的奇异性,提出了2个新的参数用以描述不同空化程度下噪声信号的特点。将该方法应用于实测数据分析的结果表明:该方法能够提供更多噪声信号中的突变信息,可以更好的帮助判断空化发展的程度,对于监测空化状态是非常有效的。
- 王佳俊潘罗平曹树良
- 关键词：水力机械奇异性检测小波变换空化噪声
- 中比转速离心泵叶轮的优化设计及数值模拟被引量：17
- 2010年
- 基于流体流动的连续方程和运动方程,通过两类相对流面的迭代计算,实现中比转速离心泵叶轮内准三维正问题的数值计算,得到了轴面速度分布.应用逐点积分法进行叶片骨线绘型,在轴面上加厚叶片,在保角变换平面上修圆叶片头部,实现了离心泵叶轮的反问题设计.正反问题进行迭代计算求解直至收敛,得到最终设计的叶轮.采用RNGk-ε湍流模型和SIMPLEC算法,对离心泵叶轮内三维流场进行数值模拟,得到了叶轮内压力和速度分布.模拟结果表明设计得到的叶轮内部压力分布非常均匀,流动稳定无分离,叶轮出口能量分布合理,所设计的叶轮具有优越的水力性能.
- 谭磊曹树良
- 关键词：离心泵叶轮优化设计数值模拟
- 叶栅内非定常不可压流动的数值模拟被引量：2
- 2005年
- 基于SMAC(SimplifiedMarkerandCell)方法推导出直接求解二维非定常、不可压N-S方程的隐式数值方法。求解的基本方程是任意曲线坐标系中以逆变速度为变量的N-S方程和椭圆型的压力Poisson方程。采用该方法,对二维叶栅非定常分离流场进行了数值模拟,叶栅表面压力的计算结果与试验结果相比比较吻合,从而验证了这种方法的可靠性。同时对叶栅非定常流场的流场结构和流动机理做了初步的探讨。在均匀来流和定常边界条件下,叶栅内部流动表现出强烈的非定常性;在小冲角和高雷诺数时,叶栅尾部产生类似卡门涡街的周期性流动。
- 赵月军张永学曹树良
- 关键词：N-S方程非定常隐式格式叶栅流动卡门涡街
