精选文章 水力丢失与旋涡演化内涵相关机制:以水泵水轮机泵工况为例

 时间:2023-04-08 22:35:12      开云作者: 开云科技

  原标题:精选文章 水力丢失与旋涡演化内涵相关机制:以水泵水轮机泵工况为例

  在水力机械的规划与研讨中,提高水力效率、下降水力不稳定特性是永久的方针。提高水力效率的实质在于下降流域内水力丢失,而改进水力机械不稳定特性的实质在于操控水力丢失在不同流量工况的散布规则。因而,水力丢失特性微观上决议了水力机械运转特性,微观上又与旋涡演化有着千丝万缕的相关。怎么正确的表征水力丢失,并探明水力丢失与旋涡演化之间的相关是一个无法逃避的问题。本期,咱们引荐哈尔滨工业大学王洪杰教授、李德友教授团队近期在 Journal of Hydrodynamics (第34卷第4期)宣布的 “水力丢失与旋涡演化内涵相关机制:以水泵水轮机泵工况为例”的文章。

  水力丢失方面,在初期的研讨中,学者们习惯性选用流线所体现的活动特性来定性的描绘水力丢失,如:回流,二次流,涡团周期性演化等等。但该办法难以准确描绘水力丢失在流域中散布状况;近十年来,借用热力学概念的熵产丢失办法及从N-S方程(Navier-Stokes equations)中所推导出的微分动能平衡方程办法被广泛应用于水力丢失的定量描绘中,但这两种办法与水力丢失的等价性缺少严厉的理论验证。本文根据从N-S方程中推导出的微分动能平衡方程及Boussinesq假定,推导出湍流活动中水力丢失成分,发现水力丢失由流域内耗散效果及输运效果一起导致。传统熵产丢失办法只是描绘耗散效果而疏忽输运效果,而输运效果恰恰是区别流域内水力丢失和热力学丢失的要害。

  使用数值模仿办法(Computational Fluid Dynamics,CFD),并凭借数理统计中皮尔逊相关系数(Pearson correlation coefficient)对水泵水轮机泵工况要害流域内水力丢失与旋涡演化之间的空间散布相关性进行探求。剖析成果标明水力丢失中耗散效应与变形涡量拟涡能相关性为十分强,而水力丢失中输运效应与刚性涡量输运强度相关性为强。该成果不只与刘出众教授涡量剪切占优定论具有杰出一致性,更标明尽管刚性涡量占总涡量份额较小,但刚性涡量输运转为所导致的水力输运丢失却不行疏忽,该定论丰厚了刚性涡的研讨范畴,为进一步研讨水力丢失与旋涡之间的相关树立杰出基础;一起,本文所提出的水力丢失概念不只具有直观物理含义,更能反映微观旋涡演化特征,可作为往后研讨水力丢失的代表性物理量。

  哈尔滨工业大学博士三年级在读研讨生,本、硕均结业于哈尔滨工业大学,曾于本科期间取得国家奖学金。研讨方向包含水泵水轮机多方针水力特性优化研讨、水力丢失机理研讨、水力丢失与旋涡演化相关性研讨等等;现在,其所提出的转轮高压边三维优化战略已被应用于某抽水蓄能机组中,并在 Renewable Energy 、 Journal of Energy Storage 、 Sustainable Energy Technologies and Assessments 等杂志上宣布学术论文10篇,其间一作SCI论文4篇,并参加世界IAHR会议及国内抽水蓄能专业委员会学术交流年会。

  工学博士,青年优异教授,博士生导师,动力学院院长专项助理,流体机械及工程研讨所副所长,担任我国电机工程学会风力与潮汐发电专业委员会委员、我国水力发电工程学会抽水蓄能专委会委员、SAC/TC175/WG2“水力机械振动”规范作业组成员、SCI期刊 Journal of Hydrodynamics 编委、我国水力发电工程学会抽水蓄能专委会委员、《排灌机械工程学报》青年编委、IAHR会员等20余项职务,环绕双碳方针,面向国家专项,从事抽水蓄能机组及航空航天特种流体机械活动机理及活动操控战略研讨,先后获2021年我国动力工程学会青年科技奖、2020年黑龙江省自然科学一等奖(排名2)、我国产学研协作立异与促进奖二等奖(排名3);当选2021年秋哈工大青年优异人才选聘方案-优异教授、2020年黑龙江省博士后青年英才方案、2018年秋哈工大青年优异人才选聘方案-优异副教授,掌管国家自然科学基金面上项目、青年项目、我国博士后科学基金特别赞助、十三五配备预研范畴基金子课题等30余项;在 Renewable & Sustainable Energy Reviews 、 Energy Conversion and Management 、 Journal of Cleaner Production 、 Renewable Energy 、 Physics of Fluids 、 AIAA Journal 、 Journal of Hydraulic Research 、 ASME Journal of Fluids Engineering 等杂志上宣布学术论文75篇,其间一作SCI论文35篇,通讯12篇(ESI高被引论文3篇,Top期刊19篇),授权/受理专利15项,软件作品10项。担任国家精品资源共享课、国家精品课程《工程流体力学》主讲教师,担任和参加教育项目10余项,宣布教育论文10篇。辅导学生获全国动力动力类优异本科结业规划论文、全国大学生节能减排比赛一等奖等40余项奖赏和荣誉。担任国家自然科学基金、教育部学位论文通讯评定专家。

  Journal of Hydrodynamics致力于宣布与水动力学学科相关的原创理论、核算和试验研讨。内容包括船只和海洋工程、环境工程、水利工程、动力勘探、化学工程、生物与生物医学工程等方面。