杨建东
水电站过渡过程和瞬变气液两相流
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- 姓名:杨建东
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学术头衔:
博士生导师
- 职称:-
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学科领域:
水工结构
- 研究兴趣:水电站过渡过程和瞬变气液两相流
1988年6月毕业于武汉水利电力学院,获工学博士学位,长期从事水电站的教学和科研工作。91年破格晋升教授。92年以高访学者的身份赴美国密歇根州立大学工作一年。主要研究方向是水电站过渡过程和瞬变气液两相流。在基本理论、数值模拟、模型实验各方面取得了较丰富的成果,达到了国内先进水平。在瞬变气液两相流研究中,不仅解决了病态方程波动不稳定的难题,导出了气体释放公式;而且研制的空穴流、液柱分离实验装置至今处于国内领先地位。在水电站过渡过程研究中,成功将阻抗式用于尾水调压室,并突破了托马临界断面积地限制;成功运用变顶高尾水洞取代尾水调压室,有效地解决了与地下围岩稳定的矛盾。将水机电与自动控制相结合,利用交叉学科的优势,开展带机组的过渡过程实验和研究,并取得了初步的成果。自93年回国后,结合国内重大水电工程承担和主持的纵向、横向科研任务近四十项,包括国家自然科学基金、高校博士点基金、中华电力教育基金和95攻关项目等。为我国一批正在设计和建设的大型水电站进行专题研究,如三峡、龙滩、小湾、大朝山、向家坝、彭水、构皮滩、锦屏一级、锦屏二级、官地和广州抽水蓄能电站等,取得了较大的社会经济效益。近年来发表的重要学术论文三十余篇,大多数刊登在国内核心期刊上,其中多篇收入三大检索。
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【期刊论文】PHYSICAL SIMULATION OF TRANSIENT PROCESS IN CONDUITS OF HYDROPOWER STATIONS
杨建东, Jiandong Yang, Jinping Li and Yuehao Tang
Honolulu, Hawaii, USA, July 6-11, 2003,-0001,():
-1年11月30日
The transient process in the conduits of hydropower stations is a very complicated dynamic procedure coupled with fluid, machines, electricity, and even structure. The current methods used to analyze them separately cannot satisfy the design and the operation requirement of those large underground stations with long conduits. So it is necessary to develop a global physical simulation for the power station transients. As an initial discuss, this article focuses on the introduction of model similarity, model scale and some results about great fluctuation, small fluctuation and hydraulic interference in transient flow experiments.
physical simulation, transient process, similarity, model scale ratio
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【期刊论文】CRITICAL STABLE SECTIONAL AREA OF DOWNSTREAM THROTTLED SURGE TANK
杨建东, Xu Lai, Jiandong Yang and Jianzhi Chen
Honolulu, Hawaii, USA, July 6-10, 2003,-0001,():
-1年11月30日
With the Thoma's assumption, the critical sectional area for flow stability of the downstream throttled surge tank is derived theoretically. The effects of the velocity head and momentum exchange at the Tee junction between the surge tank riser and the tail water tunnel on the critical sectional area of the downstream tank have been analyzed using the Gardel's head loss formula. The study shows that the velocity head has an unfavorable effect on the water level stability in the downstream surge tank while the effect of the momentum exchange is positive. Two effects counteract. Thus the critical sectional area of a downstream throttled surge tank is close to that of a corresponding simple surge tank. However, if the size and shape of a riser are optimized, the area of the downstream surge tank may be further reduced. It is also demonstrated that a downstream throttled surge tank can reduce electricity loss and meet the requirements of stability easily in large flow oscillations compared to a simple downstream tank.
critical stable sectional area, downstream surge tank, velocity head, momentum distribution
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杨建东, Xu Lai, Jiandong Yang, and Jianzhi Chen
,-0001,():
-1年11月30日
The velocity head and momentum exchange at the T-junction between the surge tank with a riser and the tail water tunnel of hydroelectric powerplants have been introduced by using the Gardel’s head-loss formula. The effects of the velocity head and momentum exchange on the critical sectional area of the downstream tank have been analyzed. With Thoma’s assumption, the critical stable sectional area of the downstream throttled surge tank is derived theoretically. The study shows that the velocity head has an unfavorable effect on water level stability in the downstream surge tank while the effect of the momentum exchange is positive. These two effects counteract. Thus, the critical sectional area of a downstream throttled surge tank is close to that of a corresponding simple surge tank. However, if the size and shape of a riser are optimized, the area of the downstream surge tank may be further reduced. It is also demonstrated that a downstream throttled surge tank can reduce electricity loss and easily meet the requirements of stability in large flow oscillations when compared to a simple downstream tank.
Hydroelectric powerplants, Tanks, Velocity head, Head loss, Moment distribution.,
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杨建东, 莫剑, 赵桂连
水力发电学报,2005,24(6):83~87,-0001,():
-1年11月30日
根据水电站引水发电系统布置的特点和水电站过渡过程数值计算的实际需要,甩面向对象方法法实现水电站引水发电系统的图形化模拟以图形化物理参数输人。井提出以动态编号方法以及于管线组合为基础的自动编码方法,实现了引水发电系统拓扑关系的自动建立。开发出适合普通术电站设计人员使用的水电站过渡过程可视化计算软件。
水力学, 水电站过渡过程, 图形模拟, 自动编码
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杨建东, 徐远杰
工程力学,2002,19(4):71~74,-0001,():
-1年11月30日
本文研究工程中某些索状柔系结构在任意铰节点荷栽作用下的稳定平衡形状和张力计算问题。利用虚功原理,导出了描述其稳定平衡形状的状态递推方程式并给出了数值解的迭代计算步骤。若干算例表明:利用本文介绍的理论和计算方法对求解这类问题具有计算精度高、收敛速度快、稳定性好和适应性强的优点,对本文讨论的问题,计算工作量要比有限元法少。
柔系结构, 虚位移原理, 张力计算
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杨建东, 李进平, 王丹, 陈鉴治, 吴荣樵
水力发电学报,2004,23(1):57~63,-0001,():
-1年11月30日
水电站引水发电系统过渡过程是流体、机械、电气、甚至结构相互耦合的复杂的动态过程,现有的将水、机、电分开研究的方法及成果无法满足大型长输水道地下式水电站设计和运行的需要,所以需要开展水电站过渡过程整体性物理模拟。本文作为初步的探讨,着重介绍模型比尺、水机电整体模拟、控制测试以及大波动、小波动和水力干扰等过渡过程的试验结果,并与数值仿真计算结果对比。
水电站, 过渡过程, 相似律, 模型比尺, 整体模型试验
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杨建东, 徐远杰, 陈辉春, 关江
水利学报,2005,36(3):303~308,-0001,():
-1年11月30日
水电站进水口漂浮式拦污排由若干浮箱链接成索状,可简化为柔系平面结构。将水流、风和波浪对拦污排浮箱的作用转化为链节点作用力,然后根据虚功原理导出描述拦污排平衡状态的非线性方程组,并采用迭代方法求得漂浮式拦污排轴线张拉形状和张力数值解。洪江水电站工程实例计算结果表明:拦污排形态和轴向张力分布规律受水流单独或与风、波浪组合作用的影响非常明显,不同运行工况呈现不同的形态,且张力一般呈非均匀分布,岸边支墩反力值大于坝前支墩反力值,张拉形态和张力分布与悬链线理论计算结果差别较大。尤其在不发电泄洪运行工况下,进水口水域主流方向变化显著、流速增大,拦污排将出现非稳定性态,可能产生流体诱发大幅度摆动。
水电站, 进水口, 漂浮式拦污排, 张力计算
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【期刊论文】水电站过渡过程计算中的反击式水轮机边界条件及迭代收敛条件
杨建东, 阮文山, 李进平
水利学报,2002,79(4):93~99,-0001,():
-1年11月30日
探讨了水电站过渡过程数值计算中水轮机边界条件基本方程及其迭代算法稳定性问题,从理论上推导出两种迭代算法的收敛判别条件。得到反映水流动能(或惯性)与势能比值的收敛判别变量T,当水流势能占优势时,即T≤1,第一迭代算法收敛;当水流惯性占优势时,即T>1,第二迭代算法收敛。这两个条件互补,从而证明反击式水轮机边界条件是全范围内可求解的。该判别条件已经在实际工程计算中得到验证和运用。
水电站过渡过程, 边界条件, 迭代算法, 收敛条件, 判别公式
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杨建东, 唐岳灏
水力发电学报,2002,79(4):93~99,-0001,():
-1年11月30日
基于面向图形系统的水电站过渡过程程序,提出了新的编码原则。并对此编码原则的理论基础和处理方法予以了讨论。
水利水电工程, 图形系统, 编码原则, 水电站过渡过程
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杨建东, 肖惠民, , 杨建明, 吴玉林
水力发电学报,2005,24(6):100~103,-0001,():
-1年11月30日
随着计算机技术及计算流体动力学的进步。三维粘性流动数值模拟逐步接应用于承轮机豹设计和优化。本文在雷诺时均N-s方程基础上。采用有限体积法和标准k-ε紊流模型,计算了混流式模型水轮机多部件、动静耦舍的三维粘性流动。井利用散值计算结果预测了模型水轮机的水力效率。预测的水轮机等效率曲线与模型试验结果相吻合。
动力机械工程, 效率曲线预测, 三维紊流计算, 混流式水轮机, 耦合计算, 动静干涉
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