学术报告会

题目：三峡迷惑：边界层转捩与空化初生

Three Gorges Puzzle‘Boundary-layer Transition Triggering Cavitation’

报告人：李胜才  教授

英国华威大学

地点：教四楼C211报告厅

时间：2016年11月04日（周五）14：00～16：00

电站设备状态监测与控制教育部重点实验室

能源动力与机械工程学院

2016年11月02日

自欧拉1754年预言空化现象以来，空化的初生（触发）一直是个研究的热点和难题。世界最先进、最巨大的三峡水轮机投产不久，就出现一个迷惑国际科学技术界的奇特现象。英国华威大学李胜才教授就边界层转捩的最新研究成果，提出了一种新型的空化初生机制。这一新的假说能对这一现象做出系统的、科学的阐释。本讲演简述这一现象的发现过程和产生的机理及潜在前景。

‘Cavitation’ conjectured (1754) by Leonhard Euler and ‘Turbulence’ named (1507) by Leonardo da Vinci are interesting and challenging. J.H. Watmuff demonstrated (2004) that a streak “grows over a considerable streamwise distance before breakdown of the streak occurs, which leads to the formation of a turbulent wedge”. Its resemblance with the wedged head of a mystery erosion, ‘the Three Gorges puzzle’ (2006), gives a hint for developing the hypothesis behind the puzzle. That is, tiny nuclei (bubbles) cavitate in the wedged group streak breakdown (GSB). (See: Li, S. 2015 Tiny bubbles challenge giant turbines: Three Gorges puzzle. http://dx.doi.org/10.1098/rsfs.2015.0020？ this issue. Image originally reproduced from: Watmuff JH. 2004 Evolution of a turbulent wedge from a streamwise streak. In Proc. 15th Australian Fluid Mech. Conf., Australia.).

李胜才教授是国际著名空化及水力机械领域科学家，英国华威大学工程学院空化研究组首席科学家。入选美国Marquis出版的世界科学和工程名人录及世界名人录。担任Hydraulic Turbines丛书的主编，并主编Cavitation of Hydraulic Machinery一书，多次被国际一级刊物的综述和评论文章引用并经常被指定为国际讲学班的参考书。由他主持的每三年一次的空化国际会议‘WIMRC CAVITATION FORUM’是透平机械空化和在医学等领域应用的主要国际学术交流平台。

李胜才教授从事水轮机空化与机理研究40余年，做出诸多开拓性工作。60年代，为从设计理念上解决水轮机叶型头部的载荷集中问题，他与刘大恺教授共同导出双列叶栅的联系方程并首次提出加装副叶片（即长短叶片）改善变工况下水轮机空化和能量性能。1965年在云峰电站由哈尔滨大电机研究所吴新润所长主持试验证实。为设计双列叶栅新型转轮，特别是主参数的确定和优化设计提供了有力的支撑。比80年代末挪威克瓦那公司 (Kvaaerner Brug A/S) 开发的罗布革水电站高能/低空化的长短叶片转轮要早整二十年。70-80年代在国内水电部资助下他领导建成可测得单个空泡溃灭压力脉动（1988年）的水轮机空化实验台（加州理工1991年）。1978年第一批公派留学，他以河北省和水电部第一名赴美密西根大学从事研究发现了空化共振效应（合作者 张有敬、Hammitt教授）。90年代他在英国EPSRC（工程与物理科学研究理事会）资助下，建成国际领先的空化实验室、装备了他设计的新型空化试验装置， 获得多种清晰的空泡微观物理过程， 如空泡溃灭与边壁相互作用等。2006年，他针对三峡左岸电厂14台特大型机组发生在活动导叶上罕见的损伤现象，在世界上首次提出了关于边界层内条纹转捩触发空化初生的科学推论，现正验证中。由他主持的每三年一次的空化国际会议是空化在传统和生物医学工程领域体现学科交叉的国际学术平台。他主编和合著三本空化专著。