我院黄剑峰教授作为第一作者,以北部湾大学为第一单位,在国内权威期刊《农业机械学报》2025年第7期上发表学术论文《基于DEM-CFD的混流式水轮机粗沙水流条件泥沙磨损机制研究》(http://www.j-csam.org/jcsam/article/abstract/20250743)。《农业机械学报》是农业工程领域国内外著名权威期刊,被美国工程索引EI收录,入选“农业工程领域”高质量科技期刊分级目录T1等级。《中国学术期刊影响因子年报》(2025版)数据显示,《农业机械学报》各项关键影响力指标表现卓越,其中复合影响因子5.793、期刊综合影响因子3.347、技术研究类影响因子3.303,三项核心指标均位列农业工程学科第一位,核心影响因子蝉联学科榜首。
含沙水流条件下水轮机内部泥沙颗粒与湍流两相介质相互作用对水轮机壁面冲蚀磨损机制有重要影响。该文基于泥沙颗粒真实外形及其动力学特性,耦合颗粒离散元与计算流体动力学方法,建立基于GPU加速耦合DEM-CFD的混流式水轮机内部颗粒-流体系统求解模型,阐明了不同泥沙颗粒形状运动特性对水轮机导水机构、转轮、尾水管壁面泥沙磨损的影响关系,揭示了混流式水轮机不同工况下主要过流部件泥沙磨损机制。研究结果可为改善混流式水轮机固液多相流泥沙磨损破坏提供重要参考。
该研究工作得到国家自然科学基金项目(52169020)和北部湾大学引进高层次人才科研启动项目(2022KYQD01)的资助。
图1 主流道内泥沙颗粒运动速度分布

图2 不同工况泥沙颗粒曳力最大值

图3 尾水管泥沙磨损率分布