曹树良
- 作品数：144 被引量：1,082H指数：18
- 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：2
- 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：14
- 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
- 遗传算法的改进及其在流体机械领域的应用被引量：7
- 2010年
- 对遗传算法流程进行了多方面的改进,形成了可以称为'基于排序的轮盘赌、选优策略、启发式交叉、自适应非均匀性变异、跨世代精英选择、小生境策略'的遗传算法.该算法弥补了基本遗传算法容易产生早熟现象而得到局部最优解的局限性,加快收敛速度,计算选取的种群较小,降低了计算工作量.应用改进遗传算法,以大型泵站钟形进水流道为研究对象,结合CFD分析了设计参数与出口流速分布均匀度的关系.研究结果表明,改进遗传算法能成功地应用于钟形进水流道的多参数优化设计,改善其水力性能,2参数和5参数的目标函数值分别达到了96.817%和97.285%,具有很好的工程实际应用价值.
- 陶海坤谭磊曹树良
- 关键词：流体机械遗传算法泵站进水流道
- 离心泵叶轮
- 本发明涉及一种离心泵叶轮，其包括：一前盖板、一后盖板以及一设置在所述前盖板和所述后盖板之间的叶片，在所述前盖板的内壁或后盖板的内壁上沿圆周方向设置有射流槽。
- 谭磊曹树良祝宝山孟根其其格徐昀屈万世
- 文献传递
- 离心泵叶轮正反问题迭代设计方法被引量：20
- 2010年
- 基于流体的连续方程和运动方程,建立了S1流面速度势函数方程和S2流面速度梯度方程,并通过两类相对流面的迭代求解完成了离心泵内部流场的正问题计算。基于正问题计算得到的轴面流场,应用逐点积分法进行叶片绘型,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。利用正问题计算的轴面流场进行反问题设计,将反问题设计得到的叶轮进行正问题计算,正反问题迭代计算直至收敛,得到最终设计的叶轮。该方法反问题设计所需的轴面速度采用叶轮正问题计算的结果,弥补了传统设计方法中轴面速度根据一元假定给出的缺陷,设计得到的叶轮负荷均匀、效率高、抗空化性能好,同时具有设计计算精度高、叶片表面光滑、数据齐全、便于数控机床加工制造等特点。
- 谭磊曹树良桂绍波祝宝山
- 关键词：离心泵叶轮流场计算
