非定常流中射流的利用非常普遍,如大坝泄洪、航空喷射、冲机式水轮机等等,但影响射流性能及特性的干涉现象机理十分复杂。如,冲击式水轮机从喷嘴高速喷射出的射流,在空气中成为气液二相自由射流,这样的混合流体喷入转轮水斗使转轮旋转做功。无论在喷嘴及转轮内部的流动均显示出典型的乱流、变工况、三维、非定常特性,并且流体会发生严重的干涉现象,因此射流干涉成为冲击式水轮机开发应用和大型化的瓶颈。本研究项目拟进行非定常喷射流的三维数值模拟及水力试验,探讨变工况下喷流特性及射流干涉产生的机理、内在规律;探讨射流干涉对水轮机水力性能、噪音、振动的产生及发展水力学方面的原因,提出预防与处理意见,为其开发应用、安全运行和性能提高提供理论依据及技术服务。值得指出的是,国内外对这种复杂干涉现象规律的科学描述缺乏研究,属于本学科的高难课题。而我国西部蕴藏有大量的高水头水资源,本项研究对西部大开发也有着非常大的实际意义。
非定常流中射流的利用非常普遍,如大坝泄洪、航空喷射、冲机式水轮机等等,但影响射流性能及特性的干涉现象机理十分复杂。如,冲击式水轮机从喷嘴高速喷射出的射流,在空气中成为气液二相自由射流,这样的混合流体喷入转轮水斗使转轮旋转做功。无论在喷嘴及转轮内部的流动均显示出典型的乱流、变工况、三维、非定常特性,并且流体会发生严重的干涉现象,因此射流干涉成为冲击式水轮机开发应用和大型化的瓶颈。本研究项目拟进行非定常喷射流的三维数值模拟并与试验结果相比较,探讨变工况下喷流特性及射流干涉产生的机理、内在规律;探讨射流干涉对水轮机水力性能、噪音、振动的产生及发展水力学方面的原因,提出预防与处理意见,为其开发应用、安全运行和性能提高提供理论依据及技术服务。值得指出的是,国内外对这种复杂干涉现象规律的科学描述缺乏研究,属于本学科的高难课题。而我国西部蕴藏有大量的高水头水资源,本项研究对西部大开发也有着非常大的实际意义。