分别从离网型和并网型角度分析了静液压传动的基本原理,提出了利用变量泵/马达电液比例控制实现风力机变速恒频功能的方法。以离网型静液压传动风力机为例,利用Simulink/AMESim建立联合仿真模型,对调节泵和马达排量实现变速恒频功能的理论进行验证。仿真结果表明当风速变化时,通过调节泵的排量,可以使叶轮转速跟随风速变化,风力机维持在最佳叶尖速比,实现最大能量捕获;同时调节马达的排量,可以使发电机转速恒定在额定转速附近,输出恒定频率的电能。

为分析叶轮结构对于叶轮内部流动的影响，对8叶片的闭式和半开式两种形式低比转速高速离心复合叶轮进行研究。采用S-A湍流模型和雷诺时均N-S方程，对叶轮内部的流动进行三维紊流数值计算和分析，并对离心泵进行试验研究。数值计算结果表明，两种形式叶轮内部都存在回流，其中半开式叶轮内部的回流区域较少，液流在间隙里的相对流动大致为圆周方向；叶轮内部的静压力都是由叶片进口到出口逐渐升高，等静压曲线几乎是沿圆周方向，半开式叶轮叶片顶部的静压力低于相应位置根部的静压力，闭式叶轮出口的压力系数高于半开式叶轮。试验结果表明，半开式叶轮离心泵的效率较高，说明叶轮内部的回流是影响离心泵性能的重要因素。

为探索阀芯结构对节流截止阀性能的影响,基于有限体积法和标准k-ε湍流模型,在不同开度条件下,采用数值模拟的方法,研究平底、梯形和弧形三种不同阀芯结构节流截止阀的流阻特性,分析阀内部的速度和压力分布规律;并对三种阀芯结构的节流截止阀的流阻特性开展水力试验研究,数值模拟得到的阀门流量系数和流阻系数的结果与水力试验结果比较吻合。结果表明,在开度小于40%时,梯形和弧形阀芯结构的阀门较平底阀芯结构的阀门内部低压回流区有所减弱,压力分布趋于均匀,阀门流阻系数减小,更有利于阀门内部流体的流通;当开度大于55%时,三种阀芯结构的阀门流阻系数基本重合,并趋近与零;在整个开度,弧形阀芯结构的阀门流量随阀门开度变化较为均匀,更有利于阀门流量的调节。

为了研究高速诱导轮离心泵内空化发生发展规律,采用高速摄像技术,对离心泵内诱导轮与叶轮流道的空化流动进行可视化研究,并结合CFD数值计算对离心泵内部流场进行模拟分析。结果表明：在空化初生阶段（汽蚀余量为5.0 m）,诱导轮叶片前缘出现叶顶泄漏涡空化;在空化发展阶段（汽蚀余量为1.07～5.0 m）,流动极为复杂,在诱导轮流道内同时出现叶顶泄漏涡空化、片状空化和云状空化,并且在较低汽蚀余量（汽蚀余量为1.5 m）时,出现不对称空化现象。在空化初生和发展阶段,泵的扬程和效率基本保持不变;在空化恶化阶段（汽蚀余量小于1.07 m）,诱导轮流道内基本被空泡堵塞,空泡进入叶轮流道,导致离心泵扬程和效率急剧下降。

以50 mm口径旋进旋涡流量计为研究对象,利用计算流体动力学软件FLUENT,采用欧拉-欧拉模型,结合RNG k-ε湍流模型与SIMPLEC算法对流量计内部进行气固两相数值模拟和实验研究,对旋进旋涡流量计气固两相流动中固相的体积分布规律、速度场... 展开更多