水电站和泵站水力过渡流

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出版者:大连理工大学出版社
作者:陈璧宏
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1900-01-01
价格:28.0
装帧:
isbn号码:9787561119600
丛书系列:
图书标签:
  • 水电站
  • 泵站
  • 水力过渡流
  • 水工结构
  • 水力学
  • 流体力学
  • 工程应用
  • 水利工程
  • 过渡过程
  • 数值模拟
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具体描述

复杂流体动力学与工程应用新进展 本书内容概要 本书汇集了近年来在复杂流体动力学理论、数值模拟方法以及工程实践应用领域取得的最新研究成果。全书聚焦于传统流体力学模型难以精确描述的非牛顿流体、多相流体、以及在极端条件(如高超音速、微重力环境)下流体的行为规律。 第一部分:前沿理论基础与模型构建 第一章:非牛顿流体的本构关系与流变学 本章深入探讨了剪切变稀、剪切增稠、粘塑性等多种非牛顿流体的微观机理及其宏观表征。详细介绍了如幂律模型、Bingham模型、Herschel-Bulkley模型等经典本构方程的适用范围、局限性以及参数辨识方法。特别关注了分子间作用力、悬浮粒子排列对宏观粘度特性的影响。同时,本章也涵盖了粘弹性流体(如聚合物溶液)的应力松弛与恢复行为,探讨了Maxwell模型、Kelvin-Voigt模型在描述流体记忆效应中的改进应用。 第二章:多相流动的相界面动力学 本章侧重于描述气-液、液-液、固-液界面演化的复杂性。内容包括:表面张力梯度驱动的Marangoni效应在微尺度流体混合中的作用;湍流边界层内气泡或液滴的捕捉、破碎与聚并机制;以及在多孔介质中,润湿性、毛细力对两相驱替过程的控制。引入了界面追踪技术(如Volume of Fluid, VOF)在高精度模拟中的最新发展,并探讨了相间动量、能量、质量传递的耦合方程组求解策略。 第三章:湍流模型的理论升级与应用 本书在湍流研究部分,超越了传统的雷诺平均纳维-斯托克斯(RANS)模型。详细阐述了分离性涡流模拟(DES)和混合RANS/LES(大涡模拟)方法的精度提升方向,尤其是在处理强逆压梯度和流动分离问题时的优势。对于大涡模拟,重点分析了亚网格尺度(SGS)模型的改进,包括基于能量耗散率的SGS模型以及对各向异性的考虑。此外,还引入了基于机器学习的湍流模型参数优化方法,旨在提高模型在复杂几何体上的预测鲁棒性。 第二部分:先进计算方法与数值技术 第四章:高精度离散化技术在流体力学中的应用 本章集中介绍了求解纳维-斯托克斯方程的高级数值格式。内容包括:高阶有限体积法(FVM)中的通量限制器设计、基于加权本质无振荡(WENO)格式的激波捕捉能力;以及谱方法(如伪谱法)在求解周期性边界条件下高精度流动问题时的应用。重点讨论了处理非结构化网格上的守恒性与精度之间的平衡策略。 第五章:固-流耦合(FSI)问题的求解框架 本章系统介绍了处理结构变形与流体动力相互作用的数值方法。阐述了单向耦合(流体影响结构,结构不影响流体)与双向耦合(流固之间能量和动量完全交换)的实现路径。深入分析了浸入边界法(IBM)、任意拉格朗日-欧拉法(ALE)以及移动网格技术在处理大变形体(如柔性翼、起搏器瓣膜)流动问题中的优缺点和适用场景。 第六章:并行计算与高性能求解器架构 本章面向大规模流动模拟,探讨了现代高性能计算(HPC)平台上的流体求解器设计。内容涵盖:域分解技术(如基于MPI的并行策略)、负载均衡的动态调整机制,以及GPU加速计算在求解线性系统(如共轭梯度法)中的效率提升。讨论了内存访问优化和缓存一致性对于提高计算效率的关键作用。 第三部分:特定工程领域的流体动力学案例分析 第七章:微尺度与生物流体力学 本章探讨了低雷诺数(Re)流动的特性。详细分析了Stokes流、微通道内的粘性效应、以及生物体内的血液流动模型,包括红细胞在狭窄血管内的变形与剪切作用。介绍了微机电系统(MEMS)中的流体驱动与传感技术,重点关注表面效应和电动力学在微流控芯片中的集成应用。 第八章:高温高压环境下的气体动力学 本章聚焦于极端温度和压力对气体性质和流动特性的影响。研究了气体在化学反应、电离现象(等离子体)下的输运过程。讨论了高焓激波管实验数据与计算流体力学(CFD)模拟的对比分析,特别是在火箭发动机喷流与大气层再入等场景下的热化学非平衡效应。 第九章:地下水文与环境水力学 本章应用流体动力学原理解决环境工程问题。内容包括:含水层中的污染物迁移与转化模型(考虑反应动力学和吸附/解吸过程);地下水补给与排放过程的区域尺度模拟;以及风力驱动下的水体表面溢油扩散和油气两相在多孔介质中的运移规律。强调了多尺度建模(从孔隙尺度到流域尺度)的必要性。 总结与展望 全书最后总结了当前复杂流体研究面临的主要挑战,包括复杂非线性方程的长期稳定性求解、高保真数据驱动模型的验证与泛化性,并对未来在智能流体控制和主动流动扰动抑制等方向的潜力进行了展望。本书旨在为相关领域的科研人员、工程师以及高年级研究生提供一个深入理解和应用前沿流体动力学工具的参考平台。

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我是一名业余爱好者,对水力学有着浓厚的兴趣,尤其关注那些能够解释自然现象和工程应用的书籍。《水电站和泵站水力过渡流》这本书,即便对于我这样的非专业人士来说,也充满了吸引力。这本书的写作风格非常独特,它并没有采用枯燥乏味的数学公式堆砌,而是通过大量的图示、案例分析和生动的语言,将复杂的水力过渡流现象解释得浅显易懂。我被书中对于水流在不同工况下形态变化的描绘所深深吸引,例如水泵启动时水轮机内的涡流,以及管道中突然加速或减速的水流所产生的冲击波。书中关于调压室在应对瞬态水流变化中的作用的描述,让我对这个曾经听起来很神秘的结构有了全新的认识。作者巧妙地将抽象的物理原理与具体的工程实践相结合,使得读者能够直观地理解水力过渡流的发生机制和潜在危害。我特别喜欢书中关于水锤效应的讲解,它就像一个“水中的声音”,在管道中传递,而这本书则像一个“翻译器”,帮助我们理解这个“声音”的含义和力量。书中还讨论了如何通过设计上的优化来“驯服”这些“水中的声音”,使其更加平稳可控。虽然我无法完全理解书中的所有数学推导,但通过其逻辑清晰的阐述和丰富详实的案例,我仍然能够感受到作者对水力过渡流这一领域的深刻理解和独到见解。这本书拓展了我对水利工程的认知边界,让我看到了隐藏在日常水流背后的复杂科学世界。

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作为一名在水利勘测设计院工作的工程师,我的日常工作与水电站和泵站的设计息息相关。近年来,随着我国水电和泵站建设的快速发展,对水力过渡流的研究也提出了更高的要求。《水电站和泵站水力过渡流》这本书的出版,恰逢其时,为我们提供了急需的理论指导和技术参考。书中对于不同类型水电站(如径流式水电站、蓄能水电站)和泵站(如大流量农田灌溉泵站、城市供水泵站)在运行过程中的水力过渡流现象进行了系统性的梳理和分析。我特别对书中关于水力过渡流对建筑物结构稳定性和设备寿命的影响分析很感兴趣,这直接关系到工程的安全性和经济性。书中提出的关于如何通过水力设计来减小水锤效应、防止过度的压力波动以及优化水流组织等方面的建议,都具有很强的实践指导意义。我曾在某大型泵站项目的设计中遇到过启动水锤的问题,当时查阅了大量资料,但始终未能找到令人满意的解决方案。这本书中的相关章节,详细阐述了泵站启动过程中引发水锤的机理,并提供了一些经过验证的控制方法,例如采用变频调速启动、设置缓闭止回阀等。书中对这些方法的理论依据和工程应用案例的介绍,让我茅塞顿开。此外,书中还对水力过渡流过程中可能出现的各种异常工况,如水泵飞逸、水泵反转等,进行了深入的探讨,并给出了相应的预防和应对措施。这本书的专业性和深度,让我感觉它不仅仅是一本技术书籍,更是一本帮助我们解决实际工程难题的“宝典”。

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我是一名在水力机械制造企业工作的工程师,主要负责水轮机和水泵的设计与优化。在日常工作中,我们经常会遇到设备在启动、停机、负荷变化等瞬态工况下的性能表现问题,而《水电站和泵站水力过渡流》这本书,为我们解决这些技术难题提供了强有力的支持。书中对不同类型水轮机和水泵在过渡流条件下的水力特性,特别是效率、比转数、功率和轴功率等参数的变化规律,进行了详尽的分析。我尤其对书中关于水力过渡流对叶轮空蚀和汽蚀的预测与控制方法很感兴趣。空蚀和汽蚀是导致水力机械损坏和性能下降的主要原因之一,而书中提供的基于流场模拟和压力波动分析的预测模型,为我们提供了有效的手段来规避这些问题。书中还讨论了如何通过改变叶轮形状、增加排气孔等方式来改善过渡流性能,这些建议对于我们在产品研发中的技术创新具有重要的指导意义。此外,书中对调压室和水泵站进出水管道的水力过渡流特性进行了深入的探讨,特别是关于水锤效应的发生机理和控制措施的分析,对于我们优化设备配套设计,确保整个系统的安全稳定运行至关重要。这本书的专业性和实用性,使得它成为我们研发部门必备的参考资料。

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我是一名对水利工程充满热情的在读博士生,在导师的推荐下,我开始研读《水电站和泵站水力过渡流》这本书。坦白说,在阅读之前,我对于“水力过渡流”这一概念的理解还比较模糊,更多的是停留在教科书上关于稳态流的知识。然而,这本书的出现,彻底颠覆了我原有的认知。作者以其深厚的学术功底和丰富的工程经验,将水电站和泵站运行过程中那些复杂多变的非稳态水流过程,以一种逻辑清晰、层层递进的方式展现出来。书中关于瞬态流动的数学模型构建,以及作者在数值模拟方法上的创新应用,都让我受益匪浅。特别是书中关于不同类型泵站(如抽水蓄能电站、灌溉泵站等)在不同工况下的水力过渡流特性分析,对我正在进行的研究项目具有极大的参考价值。我特别关注了书中关于水泵启动和停机瞬态水流冲击的讨论,其中提到的“空载启动”、“带载启动”以及“紧急停机”等不同情况下的水流响应,其理论推导和仿真结果都非常严谨。作者还详细阐述了空腔流、气蚀以及流态突变等复杂现象在过渡流过程中的表现,这些都是我们在研究中经常遇到的难题。书中引用的研究方法,如基于特征线法的数值模拟,以及作者对其进行改进和优化的过程,都为我今后的科研工作提供了重要的思路。此外,书中还涉及了如何通过优化机组设计和运行策略来减缓过渡流对设备的影响,这一点对于提升水电站和泵站的运行效率和安全性至关重要。这本书不仅是理论上的提升,更是对实际工程问题的深刻洞察,它让我看到了水力学研究的无限可能性,也为我指明了未来研究的方向。

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作为一名在水环境监测领域工作的研究人员,我一直对水流的动态变化及其对环境的影响非常关注。《水电站和泵站水力过渡流》这本书,为我打开了一个全新的视角来理解水流的复杂性。书中对水电站和泵站运行过程中瞬态水流的分析,涉及到水流的速度、压力、流量等参数的瞬时变化,这些变化不仅影响着水力机械的性能,也可能对周边水环境产生影响,例如瞬时水位的剧烈波动,或者水流夹带泥沙等。我特别对书中关于水流紊流化和涡流形成机理的描述很感兴趣,这些复杂的流态可能影响水体中的溶解氧含量、水温分布以及污染物扩散等,进而影响河流生态系统的健康。书中提到的各种数值模拟技术,也为我们进行水环境影响评价提供了更精确的工具。例如,我们可以利用书中提供的模型来模拟水电站泄洪或泵站启动过程中可能造成的瞬时水质变化,并据此提出相应的减缓措施。此外,书中关于水力过渡流对水体混合和扩散过程的影响分析,也为我们理解污染物在水体中的输运和转化提供了重要的理论基础。这本书不仅让我更深入地理解了水力过渡流的物理过程,也为我今后的水环境监测和评价工作提供了新的思路和方法。

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我是一名在水利工程领域有多年实践经验的工程顾问,为国内外众多水电站和泵站项目提供技术咨询服务。《水电站和泵站水力过渡流》这本书,是我近年来阅读过的最专业、最深刻的著作之一。书中对于水力过渡流的研究,不仅涵盖了其基本理论和数学模型,更深入探讨了在复杂工况下的实际表现和工程应用。我尤其欣赏书中关于如何通过优化设计来控制水力过渡流的方法。例如,在泵站进出水管路上设置合适的调压罐或气囊,能够有效地吸收和缓冲瞬态水流产生的压力波动,从而保护设备和管道的安全。书中对这些装置的作用机理、设计参数选取以及实际效果的详细分析,为我们在项目设计中提供了宝贵的参考。此外,书中对水电站调压室水力过渡流的深入研究,特别是对稳态运行到非稳态运行之间的过渡过程的模拟和分析,能够帮助我们更准确地预测水击效应,并设计出更合理的泄水和排气装置。这本书的学术严谨性和工程实用性并存,为我们这些一线工程师提供了解决实际问题的有效途径,同时也拓宽了我们对水力过渡流领域的认识。

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作为一名在水利工程领域摸爬滚打多年的老工程师,我最近有幸拜读了《水电站和泵站水力过渡流》这本书。初拿到这本书,就被其厚重的篇幅和严谨的排版所吸引,立刻激起了我的阅读兴趣。翻开书页,扑面而来的是那些我无比熟悉的术语和概念,但不同于以往接触到的任何一本教材或参考书,这本书在对水力过渡流这一复杂现象的阐述上,展现出了一种前所未有的深度和广度。作者似乎并未拘泥于传统的理论框架,而是另辟蹊径,将目光聚焦于水电站和泵站运行过程中那些瞬息万变的“非稳态”环节。我尤其对书中关于启动、停机、负荷变化以及调压室响应等场景的水力特性进行了细致入微的分析。书中大量的案例研究,特别是针对一些国内大型水电站和泵站的实际运行数据进行的深入剖析,让我仿佛置身于现场,亲身感受到了水流在复杂工况下的微妙变化。其中,关于调压室水力过渡流的仿真模型,以及作者提出的如何有效预测和控制水锤效应的策略,令我印象深刻。在工程实践中,水锤效应往往是导致设备损坏和安全事故的重要原因,而这本书提供的理论支撑和实用建议,无疑为我们一线工程师提供了一份宝贵的“作战指南”。我感觉自己仿佛被带入了一个全新的视角,重新审视了那些曾经习以为常的水力现象,并从中挖掘出了更深层的科学奥秘。即便是我这样经验丰富的工程师,在阅读过程中也时常被作者的独到见解所折服,书中提出的某些观点,是我从未曾想到过的。总而言之,这本书不仅仅是一本技术专著,更像是一次对水力学精髓的深度探索,它不仅能帮助我们巩固基础理论,更能激发我们在实践中不断创新的灵感。

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我是一名在某高校水利工程专业任教多年的教授,多年来一直从事水力学及相关领域的教学与科研工作。《水电站和泵站水力过渡流》这本书的出现,无疑为我的教学和科研注入了新的活力。该书在水力过渡流理论方面,有着非常深入的研究和独到的见解,特别是作者在处理非线性问题和多相流方面的数学模型和数值方法,令人耳目一新。书中对瞬态流动的动力学方程的推导和求解,以及对边界条件的详细讨论,都具有很高的学术价值。我特别关注书中关于水力过渡流对设备性能影响的分析,包括叶轮的空蚀、轴封的磨损以及机组的振动等。这些都是我们在实际教学和科研中常常遇到的问题,而这本书则提供了非常有价值的理论依据和研究思路。书中还涉及了如何通过优化水轮机和水泵的设计来改善过渡流性能,例如对叶轮形状、导叶结构以及蜗壳设计的调整,都对提升设备效率和延长使用寿命有着重要意义。我在教学中,经常会引用书中提供的案例和数据,来帮助学生理解抽象的理论概念,并引导他们进行更深入的探究。这本书不仅适合作为研究生的参考教材,对于一线工程师的培训和继续教育也具有重要的指导作用。总而言之,这本书为水力过渡流领域的研究提供了新的视角和方向,我对其在推动该领域发展方面所起的作用表示高度赞赏。

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我是一名在水利工程咨询公司工作的项目经理,负责水电站和泵站的前期咨询和评估工作。《水电站和泵站水力过渡流》这本书,为我提供了宝贵的知识和信息,帮助我更全面地理解项目的技术风险和经济可行性。书中对水力过渡流现象的深入分析,使我能够更好地评估不同设计方案的水力性能,并为业主提供更专业的建议。我特别关注书中关于水力过渡流对工程造价和运营成本的影响分析。例如,为了应对可能发生的水锤效应,可能需要增加额外的调压装置或加厚管道壁,这些都会增加项目的初期投资。同时,不合理的过渡流设计也可能导致设备损坏和频繁维护,从而增加运营成本。这本书帮助我更清晰地认识到,在项目初期就充分考虑水力过渡流的影响,并采取有效的技术措施,对于项目的长期成功至关重要。书中提供的各种计算方法和仿真技术,也为我们在项目评估中进行详细的计算分析提供了工具。我尤其喜欢书中对一些典型工程案例的分析,这些案例生动地展示了水力过渡流在实际工程中可能带来的各种问题,以及相应的解决方案。这本书不仅提升了我的专业知识,也增强了我对复杂工程项目的把握能力。

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我是一名对水力学抱有浓厚兴趣的工程技术爱好者,虽然我的专业并非直接与水利工程相关,但我一直热衷于学习和了解与水相关的知识。《水电站和泵站水力过渡流》这本书,以其独特的视角和深入的探讨,深深吸引了我。书中对水流在水电站和泵站运行过程中发生的瞬息万变的“过渡”状态的描绘,让我对“水”有了更深层次的理解。我被书中对于“水锤”这一现象的细致讲解所震撼,它就像水流在管道中发出的“惊叹号”,而这本书则像一个“翻译专家”,帮助我解读这个“惊叹号”背后的科学原理。书中对不同类型的水轮机和水泵在启动、停机、负荷调整等过程中水流行为的分析,让我能够更直观地想象这些庞大机械设备内部的微观世界。我尤其喜欢书中对调压室在维持系统稳定运行中所起作用的阐述,它就像一个“缓冲器”,巧妙地化解了突如其来的水流冲击。尽管书中包含了一些复杂的数学公式和专业术语,但作者通过丰富的图表和案例分析,将这些内容生动地呈现出来,让我这个非专业人士也能感受到其中的精妙之处。这本书不仅增长了我的知识,更激发了我对工程科学的探索热情,让我看到了隐藏在平凡水流之下的不凡科学。

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