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基于XGBoost和PB-NSGA-Ⅲ的热水循环泵水力性能优化
1
作者 刘栋 席晨晨 +1 位作者 宋涛 杨嵩 《排灌机械工程学报》 北大核心 2026年第4期325-330,339,共7页
为了提高热水循环泵的水力性能,以YGB型热水循环泵的水力效率和扬程为优化目标,采用Plackett-Burman试验设计方法筛选出对优化目标影响显著的变量,分别为叶轮出口宽度、叶片包角、叶片出口安放角.对比了3种机器学习预测模型的准确度,并... 为了提高热水循环泵的水力性能,以YGB型热水循环泵的水力效率和扬程为优化目标,采用Plackett-Burman试验设计方法筛选出对优化目标影响显著的变量,分别为叶轮出口宽度、叶片包角、叶片出口安放角.对比了3种机器学习预测模型的准确度,并基于XGBoost算法建立叶轮结构参数和水力性能指标的近似模型.基于此近似模型,分别采用二代和三代遗传算法进行寻优,采用映射法选取折中解作为优化模型,优化后在设计工况下模型泵的水力效率提高了3.20个百分点.通过对比优化前后热水循环泵内部流场的数值计算结果,发现由于优化后叶轮流道变长且扩散度降低,叶轮尾部及工作面的湍动能高耗散区得到控制,流动损失减小.基于熵产理论对叶轮展向的局部熵产分布进行探究,优化后的叶片尾部及中部附近高熵产区域的面积明显减小,在设计工况下,叶轮及蜗壳内熵产较原模型分别降低了7.84%和5.58%. 展开更多
关键词 热水循环泵 水力性能 机器学习 遗传算法
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印刷电路板式LNG气化器热工水力性能数值模拟与优化
2
作者 潘杰 翁嫣嫣 +2 位作者 安雯 田可 李冉 《天然气工业》 北大核心 2026年第2期133-145,共13页
印刷电路板式换热器(Printed Circuit Heat Exchanger,PCHE)作为一种高效微通道换热器,因其结构紧凑、高效、安全可靠等优势,应用前景广阔,但目前对于波形通道PCHE的研究还相对减少。为此,采用正交数值实验对波形通道印刷电路板式LNG气... 印刷电路板式换热器(Printed Circuit Heat Exchanger,PCHE)作为一种高效微通道换热器,因其结构紧凑、高效、安全可靠等优势,应用前景广阔,但目前对于波形通道PCHE的研究还相对减少。为此,采用正交数值实验对波形通道印刷电路板式LNG气化器(Printed Circuit Vaporizer,PCV)的热工水力性能进行优化,将振幅、波长、冷热通道截面形状作为数值正交实验因素,每个实验因素取3个水平进行正交实验,使用综合评价因子G作为优化指标。研究结果表明:①当振幅为3 mm、波长为25 mm、热通道为半圆形截面、冷通道为圆形截面时,PCV的综合性能最优;②波形通道通过周期性变化诱导流体核心区周期性迁移,有效减薄甚至破坏热边界层,从而实现换热强化;③流体热物性变化产生的浮升力会引发二次流与涡旋,而波形结构使涡旋位置发生周期性移动,进一步增强流体混合与对流换热;④正交实验方法可有效识别多几何参数中对性能影响显著的因素,实现高效优化。结论认为,所提出的优化模型与所得最佳结构参数,可为高效紧凑型LNG气化器的设计提供直接参考,对同类微通道换热器的结构优化与性能提升具有借鉴意义。 展开更多
关键词 印刷电路板式气化器 波形通道 数值正交实验设计 结构优化 热工水力性能
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射流脉冲喷头内驱动结构优化与水力性能
3
作者 王新坤 武文婧 +1 位作者 孟天舒 杨凡 《农业工程学报》 北大核心 2026年第2期150-156,共7页
针对摇臂式喷头应用过程中存在的射流破碎不充分、水量分布不均、摇臂驱动装置复杂等问题,该研究设计了一种凸起高度4.7 mm、宽度8 mm、锥角120°的棱锥体副喷嘴内驱动射流脉冲喷头。基于不同结构参数的脉冲水力性能响应特征,开展... 针对摇臂式喷头应用过程中存在的射流破碎不充分、水量分布不均、摇臂驱动装置复杂等问题,该研究设计了一种凸起高度4.7 mm、宽度8 mm、锥角120°的棱锥体副喷嘴内驱动射流脉冲喷头。基于不同结构参数的脉冲水力性能响应特征,开展了内驱动棱锥体凸起高度、宽度、锥角的三因素三水平正交试验,制作了最优结构参数的样机,与同条件摇臂式喷头进行水力性能对比试验。试验结果表明,在0.20~0.35 MPa压力范围内,内驱动射流脉冲喷头的出口射流峰谷波动明显,主喷嘴能够确保喷头射程及远处喷洒水量,副喷嘴破碎射流并驱动喷头旋转,增加中近距离的喷洒水量,改善喷洒水量分布;水量近似“梯形”分布,远处水量分布与同类型产品接近,中间与近距离水量分布形态较好;流量减小14%~19.3%,平均喷灌强度下降11.6%~16.6%。整体性能优于同类产品,低压状态下的表现尤为突出,符合喷灌技术低压喷洒的发展趋势,可为射流脉冲喷头的新型驱动结构研究与应用提供参考。 展开更多
关键词 喷头 射流脉冲 内驱动 结构优化 水力性能
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U形渠道抛物线形闸槽平板闸门水力性能研究
4
作者 李泽茏 王文娥 +2 位作者 康家鹏 赵甜甜 胡笑涛 《中国农村水利水电》 北大核心 2026年第4期38-43,50,共7页
U形渠道过流能力强、占地少、防渗效果好,研发适用于U形渠道流量测控一体化装置,建立流量公式,可实现智能测控。将U形渠道抛物线形移动堰板与平板闸门相结合,设计了一种抛物线形闸槽平板闸门测控设施,通过水力性能试验,分析不同流量、... U形渠道过流能力强、占地少、防渗效果好,研发适用于U形渠道流量测控一体化装置,建立流量公式,可实现智能测控。将U形渠道抛物线形移动堰板与平板闸门相结合,设计了一种抛物线形闸槽平板闸门测控设施,通过水力性能试验,分析不同流量、闸门开度、上下游水位等数据,明确堰流和闸孔出流阈值和临界淹没度,确定该量水设施的测流公式及流量系数。研究结果表明:闸孔出流条件下,闸前水流稳定,由于抛物线形喉口下窄上宽的特点,闸前水位上升趋势随闸门开度减小而增大;下游水位随流量增大而增大。闸孔出流和堰流临界相对开度接近于0.95,临界淹没度为0.53~0.73。闸前测流断面佛汝德数都小于0.5,满足测流要求;根据试验数据拟合得到该设施在堰流及闸孔出流条件下的流量系数,所建流量公式测流精度高,误差小于4.14%。该抛物线形闸槽平板闸门具备测控功能且测流精度高,能够为灌区U形渠道流量测控设施提供参考。 展开更多
关键词 抛物线形 测控闸 水力性能 测流公式
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不同主副喷嘴孔径比下射流撞击喷头水力性能
5
作者 李冰玉 蒋跃 王路雅 《排灌机械工程学报》 北大核心 2026年第2期208-216,共9页
为了省去部分摇臂式喷头在中低压下所需加装的额外散水装置,基于主副射流非对称撞击模式设计了一种射流撞击喷头.通过水力性能试验获得中压与低压下不同孔径比(1.00,1.33,1.66,2.00)的射流撞击喷头与射流不撞击喷头水量分布和射程,计算... 为了省去部分摇臂式喷头在中低压下所需加装的额外散水装置,基于主副射流非对称撞击模式设计了一种射流撞击喷头.通过水力性能试验获得中压与低压下不同孔径比(1.00,1.33,1.66,2.00)的射流撞击喷头与射流不撞击喷头水量分布和射程,计算获得组合均匀系数,结合高速摄影(high-speed photographic,HSP)试验捕捉的图像测量射流破碎长度变化,采用非线性曲线拟合孔径比、主喷嘴出口截面直径、射流破碎长度、工作压力与射程关系.结果表明:与射流不撞击喷头相比,射流撞击喷头呈现更平缓水量分布趋势;随射流撞击组合均匀性提高,射程降低;射流破碎长度随孔径比增加而增加,印证水力性能表现出的射程随孔径比增加而增加现象;根据所得综合评分,当主副喷嘴孔径比为2.00时,射流撞击喷头适用于中低压灌溉工作.该结果为非对称射流撞击喷头的研究提供了理论依据. 展开更多
关键词 射流撞击 喷头 孔径比 CRITIC权重法 高速摄影 水力性能
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带分流叶片的液力透平水力性能优化
6
作者 田修贵 王生辉 +2 位作者 肖业祥 汪程鹏 杨一帆 《排灌机械工程学报》 北大核心 2026年第4期348-356,共9页
为提高透平的水力性能,基于响应面法建立了一种透平分流叶片的优化方法.采用数值模拟方法,通过单因素试验,选取分流叶片的周向位置、出口偏转角、出口直径、入流角及出流角5个参数的取值范围;利用Plackett-Burman试验对各参数进行显著... 为提高透平的水力性能,基于响应面法建立了一种透平分流叶片的优化方法.采用数值模拟方法,通过单因素试验,选取分流叶片的周向位置、出口偏转角、出口直径、入流角及出流角5个参数的取值范围;利用Plackett-Burman试验对各参数进行显著性分析,筛选出对透平效率影响显著的3个参数,即出口偏转角、出口直径、出流角;基于响应面法建立了分流叶片结构参数与效率和输出功率之间的回归方程,获得最优分流叶片的结构参数组合.结果表明,分流叶片的出口偏转角、叶片出流角、叶片出口直径对透平性能影响显著,当出口偏转角为4.8°、叶片出流角为23.1°、叶片出口直径为80.2 mm时,透平综合性能最优,在设计工况下,与原模型相比,优化后透平效率提高2.9%、输出功率提高5.6%.研究表明,响应面优化法有助于提升液力透平添设分流叶片时的水力性能. 展开更多
关键词 液力透平 分流叶片 优化设计 响应面法 水力性能
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感潮河段箱涵式双向立式泵装置水力性能数值分析
7
作者 朱献军 邵春楼 +2 位作者 丁佳乐 刘丹杰 杨帆 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2026年第1期245-251,共7页
为分析感潮河段泵站在零扬程及负扬程运行时箱涵式双向立式泵装置的水力性能,基于SST C-C湍流模型对不同特征扬程时泵装置开展了全流场的数值计算分析。结果表明:当泵装置运行扬程从正扬程降至负扬程时,叶片压力面和吸力面的静压也逐渐... 为分析感潮河段泵站在零扬程及负扬程运行时箱涵式双向立式泵装置的水力性能,基于SST C-C湍流模型对不同特征扬程时泵装置开展了全流场的数值计算分析。结果表明:当泵装置运行扬程从正扬程降至负扬程时,叶片压力面和吸力面的静压也逐渐降低,负扬程工况时叶轮吸力面的静压呈中部小、进出水边大的分布特点;随着扬程的减小,叶轮所受轴向力逐渐减小,径向力呈先增大后减小的变化趋势,导叶体出口剩余环量呈递增趋势;零扬程工况时,导叶体出口剩余环量最小。在负扬程工况时,泵装置出水扩散管的左右侧旋涡无量纲强度的差异较小,最大差值为0.58%,旋涡无量纲强度随流量的增加而增加。研究结果可为同类泵站机组的水力安全稳定运行提供理论支撑。 展开更多
关键词 双向立式泵装置 负扬程 内流场 水力性能 数值模拟
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加齿型三向流道灌水器水力性能及抗堵性能研究
8
作者 蔚丽娜 刘建交 +3 位作者 秦永辉 郭华 李俊嶧 吴红文 《节水灌溉》 北大核心 2026年第1期24-30,共7页
旨在探索三向流道灌水器流道内增设独特内齿结构对其性能的影响机制,以优化灌水器性能,提升其在实际应用中的表现。结合数值模拟与物理试验,系统探讨三向流道在不同内齿结构参数下的流场特性、水力效率及抗堵塞能力。一方面,内齿结构改... 旨在探索三向流道灌水器流道内增设独特内齿结构对其性能的影响机制,以优化灌水器性能,提升其在实际应用中的表现。结合数值模拟与物理试验,系统探讨三向流道在不同内齿结构参数下的流场特性、水力效率及抗堵塞能力。一方面,内齿结构改变了水流路径,使支流道低速区面积缩减、高速区范围扩大,当齿a宽度0.3mm、齿b宽度3 mm时,流态指数达最小值0.468 9,增设内齿后,流量系数与流态指数均出现降低。另一方面,抗堵性能试验显示相对流量下降趋势存在波动但超75%,泥沙主要淤积于支流道前端,第10次灌水试验表明内齿结构对抗堵性能有负面影响,CFD两相流模拟显示泥沙颗粒运动轨迹相似,涡团集中于分水体前端。可知增设内齿结构能够显著提升三向流道的水力性能,优化流场分布,但在一定程度上会降低三向流道的抗堵性能。这一结论可为三向流道灌水器的设计改进提供重要参考,后续可在此基础上进一步优化内齿结构形状或尺寸,兼顾水力性能提升和抗堵能力优化。 展开更多
关键词 三向流道灌水器 内齿结构 数值模拟 相对流量 水力性能 抗堵性能 迷宫流道结构优化
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基于沟槽结构优化的轴流泵水力性能提升研究 被引量：3
9
作者 牟童 徐辉 +3 位作者 费照丹 冯建刚 丁哲 王东升 《农业机械学报》 北大核心 2025年第1期321-331,355,共12页
轴流泵在小流量工况下运行时,由于进流速度较低且存在壁面回流,会导致水力性能劣化,产生严重的机组振动,威胁泵站的安全稳定运行。沟槽流动控制技术是一种有效改善轴流泵水力性能的方法,其结构参数对水力性能的影响关系目前尚不明确。... 轴流泵在小流量工况下运行时,由于进流速度较低且存在壁面回流,会导致水力性能劣化,产生严重的机组振动,威胁泵站的安全稳定运行。沟槽流动控制技术是一种有效改善轴流泵水力性能的方法,其结构参数对水力性能的影响关系目前尚不明确。运用数值模拟方法,通过改变重要几何参数对沟槽结构进行了改型设计,研究轴流泵沟槽结构参数单因素及多因素变量对轴流泵深度失速工况下的水力性能影响,并运用响应曲面法对沟槽结构参数进行了优化设计。研究结果表明,沟槽尾部距离、沟槽深度和沟槽宽度3个参数中,沟槽尾部距离对轴流泵水力性能和内部流场的影响最明显,轴流泵沟槽关键几何参数最优参数组合为:沟槽深度h为0.022倍叶轮直径;槽宽W为0.088倍叶轮直径;沟槽尾部距离L2为0.106倍叶轮直径。研究结果可为沟槽流动控制技术在轴流泵装置设计和运行提供有效支撑。 展开更多
关键词 轴流泵 水力性能 沟槽流动控制 优化设计
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阵列化微水头水轮机水力性能研究 被引量：1
10
作者 邹淑云 余富强 +2 位作者 周孝亮 肖千豪 刘忠 《人民长江》 北大核心 2025年第7期168-173,共6页
国内微水头河流水力资源丰富且可利用,是优化能源结构和缓解环境问题的有效途径,但存在发电能量密度低、单机发电规模较小以及布置方式有待优化等问题。以加装导流罩的微水头水轮机为研究对象,通过数值模拟分析了不同间距方案下串列、... 国内微水头河流水力资源丰富且可利用,是优化能源结构和缓解环境问题的有效途径,但存在发电能量密度低、单机发电规模较小以及布置方式有待优化等问题。以加装导流罩的微水头水轮机为研究对象,通过数值模拟分析了不同间距方案下串列、并列与交错3种阵列化布置方式的机群水力性能。结果表明:串列布置时水力性能不佳;并列时合适间距下具有性能增益效果;正梯形或倒梯形交错布置时,对双排五机组机群的流场特性以及水力性能的影响可以忽略。机组间横向间距取2.5倍导流罩入口段直径、纵向间距取3倍导流罩长度时为多机组相对最佳的间距排布方案,此时机群的捕能效果最好,布置相对紧凑,可充分利用水能。研究成果可为微水头水力资源的开发利用提供参考。 展开更多
关键词 微水头水轮机 水力性能 数值模拟 导流罩 尾流 阵列化
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基于PSO算法的低比转数冲压离心泵水力性能多目标优化 被引量：4
11
作者 郑水华 赵学燕 +2 位作者 章程 李奕良 柴敏 《农业机械学报》 北大核心 2025年第5期353-360,共8页
针对低比转数冲压离心泵水力性能偏低问题,以CDL1型多级冲压离心泵叶轮为研究对象,结合数值模拟和试验测试方法,对首级叶轮的水力性能进行分析。由于低比转数冲压离心泵叶轮水力性能受多个因素影响,本文使用拉丁超立方方法对首级叶轮各... 针对低比转数冲压离心泵水力性能偏低问题,以CDL1型多级冲压离心泵叶轮为研究对象,结合数值模拟和试验测试方法,对首级叶轮的水力性能进行分析。由于低比转数冲压离心泵叶轮水力性能受多个因素影响,本文使用拉丁超立方方法对首级叶轮各设计变量进行抽样形成样本空间并获得相应性能参数,进而建立Kriging代理模型分析各参数对叶轮水力性能的敏感性,选定叶轮关键影响参数为粒子群算法(PSO)输入,对多参数进行优化设计,在此基础上探究叶轮的水力性能和内流机制。结果表明,优化后的叶轮水力性能优于原始设计,最高效率点效率提升2.8个百分点,单级扬程提高0.4 m。 展开更多
关键词 低比转数冲压泵 水力性能优化 粒子群算法 数值模拟 试验测试
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导流片式喷灌喷嘴水力性能及其最优结构分析 被引量：2
12
作者 李涛 冯婷婷 +2 位作者 高泽海 张建丰 李浩瑜 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第3期299-307,共9页
为了进一步提高摇臂式喷头的组合喷灌均匀度,文中在PY 220摇臂式喷头喷嘴内部空间增设导流片,以导流片的形状参数长度L、横向曲率C和纵向曲率P为试验因素,进行水力性能测试试验,构建了导流片最优结构参数的非线性映射模型,采用BP神经网... 为了进一步提高摇臂式喷头的组合喷灌均匀度,文中在PY 220摇臂式喷头喷嘴内部空间增设导流片,以导流片的形状参数长度L、横向曲率C和纵向曲率P为试验因素,进行水力性能测试试验,构建了导流片最优结构参数的非线性映射模型,采用BP神经网络算法进行求解,获得了导流片的最优结构参数.研究结果表明:导流片长度对射程具有极显著的影响,而横向曲率和纵向曲率的影响较小.导流片式喷嘴的点喷灌强度在径向的分布更均匀,总体呈现为先缓慢降低后缓慢增加再快速降低.在正方形组合条件下,当导流片长度大于2 mm时,其组合喷灌均匀度明显高于原喷嘴,导流片长度对组合均匀度具有显著影响,而横向曲率和纵向曲率对组合均匀度的影响不显著.在同时考虑组合均匀度最大和射程最远的情况下,导流片最优形状参数长度L=3 mm,横向曲率C=1.5 mm,纵向曲率P=A/3,其最终射程为19.09 m,均匀度为89.38%.研究成果对于提高喷灌水资源利用效率具有重要意义. 展开更多
关键词 导流片 摇臂式喷头 点喷灌强度 组合喷灌均匀度 水力性能
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出口扩散段直径对双向流道泵装置水力性能的影响
13
作者 陶贤明 刘红伟 +3 位作者 陈运杰 张瑾 李彦军 李亚林 《人民长江》 北大核心 2025年第4期162-168,185,共8页
为提升大型低扬程双向流道泵装置水力性能,基于流道出口扩散段椭圆型廓设计,结合SST k-ω湍流模型,探讨出口扩散段直径对双向流道泵装置水力性能的影响。通过分别调整出水流道喇叭管的最大直径D_(1)、导水锥的最大直径D_(2),以及同时调... 为提升大型低扬程双向流道泵装置水力性能,基于流道出口扩散段椭圆型廓设计,结合SST k-ω湍流模型,探讨出口扩散段直径对双向流道泵装置水力性能的影响。通过分别调整出水流道喇叭管的最大直径D_(1)、导水锥的最大直径D_(2),以及同时调整两者,对比了不同直径方案下出水流道的流速均匀度、水力损失及动能回收率等指标的分布规律,并结合熵产理论,揭示了出口扩散段整体直径对双向流道泵装置水力性能的影响规律。研究结果表明:当仅增加喇叭管最大直径D_(1)时,泵装置最高效率出现先增大后减小的趋势,在喇叭管最大直径D_(1)=2.09D_(0)(D_(0)为叶轮直径)时,泵装置效率最高,出水流道水力损失相对初始方案减小了1 cm;当仅增加导水锥最大直径D_(2)时,出水流道水力损失先减小后增大,在导水锥最大直径D_(2)=2.09D_(0)时出水流道的水力损失最小;当喇叭管与导水锥最大直径D_(1)和D_(2)同时增加时,泵装置最高效率逐渐提高,在最大整体直径D_(1)与D_(2)均为2.28D_(0)时获得最高效率值,出水流道水力损失相对初始方案减小了1.8 cm。研究结果可为双向流道泵装置的优化设计提供参考。 展开更多
关键词 出口扩散段 喇叭管 导水锥 双向流道泵 水力性能
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兼顾水力性能与磨蚀性能的水泵水轮机设计
14
作者 毛秀丽 苟文涛 +3 位作者 屈波 张照 牟童 刘乾坤 《农业工程学报》 北大核心 2025年第9期44-54,共11页
可逆式水泵水轮机被广泛应用于抽水蓄能电站承担基荷的同时,通过变工况运行快速响应电网需求以助力新能源的并网。为提升水泵水轮机的能量效能、结构机能与运行稳定性能,该研究从水力性能与泥沙磨蚀性能2个角度设计一种中高水头水泵水轮... 可逆式水泵水轮机被广泛应用于抽水蓄能电站承担基荷的同时,通过变工况运行快速响应电网需求以助力新能源的并网。为提升水泵水轮机的能量效能、结构机能与运行稳定性能,该研究从水力性能与泥沙磨蚀性能2个角度设计一种中高水头水泵水轮机(发电水头H_(T)=315 m,抽水扬程H_(P)=310 m),利用反问题法控制叶片上冠和下环流线的载荷分布,通过曲线插值法拟定子午面流道形状,设计初代水泵水轮机。采用等速度矩法明确蜗壳截面积变化规律,采用等角螺旋线法设计导叶型线。采用拉丁超立方抽样算法结合NSGA-Ⅱ非支配排序多目标遗传算法优化初代水泵水轮机,在设计空间内生成Pareto前沿最优解集。利用SST k-ω湍流模型与Tabakoff磨蚀模型计算各方案的双向水力性能与泥沙磨蚀性能,得到最优方案下抽水与发电模式的最优水力效率分别为91.8%和93.19%,且在0.8Q_(BEP)~1.2 Q_(BEP)(Q_(BEP)为最优工况流量)区间内,2种模式的水力效率均大于85%。此外,相比于转轮叶片进出口侧平行于旋转轴,叶片进水边靠近上冠和下环分别向吸力侧和压力侧偏移角度θ_(1)=6.93°,出水边靠近上冠和下环分别向压力侧和吸力侧偏移角度θ=8.62°时(抽水模式流动方向),叶片的平均磨蚀率在抽水和发电模式下分别下降了9.26%和9.71%。在双向运行模式的不同工况下过流能力与泥沙磨蚀关联性表现为:叶片表面泥沙体积分数平均值、叶片近壁面泥沙速度平均值以及叶片平均磨蚀率分别与流量呈五次函数、二次函数和三次函数关系。该研究可为高性能水泵水轮机的设计优化提供参考。 展开更多
关键词 水泵水轮机 多目标遗传算法 反问题法 水力性能 泥沙磨蚀性能
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基于井下螺旋涡轮的输出水力性能优化
15
作者 卢明 廖华林 +5 位作者 夏萍 魏俊 梁红军 牛文龙 刘建胜 娄尔标 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第6期2341-2348,共8页
为提升轴流式螺旋涡轮钻具的输出性能,亟需对涡轮的结构及水力性能进行研究。首先采用微积分思想,建立了等厚度翼片和变厚度翼片两种螺旋涡轮输出水力特性的解析计算模型;其次构建了翼片的型线方程,分析了螺旋角对涡轮输出水力性能的影... 为提升轴流式螺旋涡轮钻具的输出性能,亟需对涡轮的结构及水力性能进行研究。首先采用微积分思想,建立了等厚度翼片和变厚度翼片两种螺旋涡轮输出水力特性的解析计算模型;其次构建了翼片的型线方程,分析了螺旋角对涡轮输出水力性能的影响规律;然后基于井下螺旋涡轮发电机设计实例,分析了两种螺旋涡轮的输出性能参数及螺旋角的影响;最后基于螺旋涡轮优化分析结果加工了泥浆脉冲发电机,研究了不同排量对发电性能的室内实验。研究结果表明:在给定条件下,变厚度螺旋涡轮的输出水力性能明显高于翼片厚度不变的螺旋涡轮;随翼片螺旋角的增大,涡轮输出特性曲线急剧下降,当螺旋角超过某一值(约为30°)后,涡轮的输出特性下降不显著。螺旋涡轮的叶片数为7,螺旋角为38°,井下涡轮发电机负载为8Ω时,发电机达到最大功率300 W,通过室内测试,发电机功率符合井下工具要求。研究结果可为井下智能钻井设备提供可靠的电力来源。 展开更多
关键词 螺旋涡轮 水力性能 微积分 解析计算 能量转化
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膜片厚度对压力补偿灌水器水力性能影响模拟研究
16
作者 王亚林 杨越 +1 位作者 赵树君 燕乔 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第11期247-252,274,共7页
通过ANSYS Fluent软件对管上式压力补偿灌水器进行研究,设置4种不同的膜片厚度:0.4 mm、0.6 mm、0.8 mm、1.0 mm,研究灌水器在不同膜片厚度下的水力性能、膜片形变情况及其出流情况等。结果表明:4种不同膜片厚度的流态指数分别为-0.285 ... 通过ANSYS Fluent软件对管上式压力补偿灌水器进行研究,设置4种不同的膜片厚度:0.4 mm、0.6 mm、0.8 mm、1.0 mm,研究灌水器在不同膜片厚度下的水力性能、膜片形变情况及其出流情况等。结果表明:4种不同膜片厚度的流态指数分别为-0.285 0、-0.016 0、0.025 2和0.356 4,当膜片厚度为0.6 mm和0.8 mm时,流态指数较佳。结合不同厚度膜片在100~150 kPa下的局部水头损失和流态指数发现,该灌水器平均局部损失越大,流态指数越小,其灌水器的消能效果也越好。膜片形变均呈现“半球形”,0.4 mm膜片厚度的形变量最大。4种膜片在不同压力下的平均出流量为1.839 4~2.756 7 L/h,且0.6 mm和0.8 mm厚度的膜片出流情况更为稳定,流量波动较小,出流量约为2.3 L/h,通过湍动能分析发现两者的抗堵性较强。 展开更多
关键词 灌水器 压力补偿 水力性能 膜片形变量 湍动能 泥沙颗粒
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景电泵站出水阀门开度对水力性能的影响机制研究 被引量：1
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作者 胡伟勇 董雪旺 《数字农业与智能农机》 2025年第9期66-69,共4页
为研究高扬程泵站出水阀门开度对系统水力性能的影响规律,以景电泵站为研究对象,采用理论分析与实际运行数据相结合的方法,从流量-扬程特性、功率-效率特性、汽蚀余量变化和水力损失4个方面分析了阀门开度调节对泵站水力性能的影响机制... 为研究高扬程泵站出水阀门开度对系统水力性能的影响规律,以景电泵站为研究对象,采用理论分析与实际运行数据相结合的方法,从流量-扬程特性、功率-效率特性、汽蚀余量变化和水力损失4个方面分析了阀门开度调节对泵站水力性能的影响机制。研究结果表明:阀门开度与泵站水力性能呈非线性关系,开度在30%~70%区间时流量增长率最大;最优能效运行开度范围为65%~85%,安全运行开度范围为35%~95%;小开度运行时汽蚀风险增加,水力损失急剧增大。基于研究结果,提出了流量需求调控、节能优化调控和安全运行调控三种策略。研究结论为高扬程泵站阀门科学调控提供了理论依据,对提升泵站运行效率和保障系统安全具有重要意义。 展开更多
关键词 景电泵站 出水阀门开度 水力性能
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三向分叉流道灌水器开发与水力性能模拟研究
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作者 李海洋 魏立山 +3 位作者 于芳 于东平 孙志勇 吴涵枫 《人民黄河》 北大核心 2025年第3期111-116,共6页
为探究分水角与阻水角对三向分叉型流道灌水器水力性能的影响,通过数值模拟的方法,借助Fluent软件进行数值模拟,再通过Tecplot软件对流场进行可视化处理,以10个流道单元的三向分叉流道灌水器为研究对象,分水角与阻水角为研究的2个结构... 为探究分水角与阻水角对三向分叉型流道灌水器水力性能的影响,通过数值模拟的方法,借助Fluent软件进行数值模拟,再通过Tecplot软件对流场进行可视化处理,以10个流道单元的三向分叉流道灌水器为研究对象,分水角与阻水角为研究的2个结构影响因素,通过制作不同流道参数的15组模型来进行模拟研究,并通过调整分水角和阻水角来优化迷宫流道水力性能。结果表明:1)随着分水角的增大,迷宫流道的流量系数显著减小,流态指数也减小,且分水角的改变会使水流分配随之改变。2)随着阻水角的增大,迷宫流道的流量系数增大,且呈现线性变化,流态指数也随着阻水角的增大逐步增大。3)在不同分水角和不同阻水角的迷宫流道中,泥沙颗粒都较易排出,但不同分水角的迷宫流道中泥沙颗粒的最大流速却不一样,分水角越大的迷宫流道内泥沙颗粒的最大流速越大。 展开更多
关键词 双向流道 灌水器 水力性能 数值模拟
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几何参数对枕型板热工水力性能的影响研究
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作者 张秋双 陈永东 +5 位作者 韩冰川 吴晓红 闫永超 刘孝根 于改革 张雨晨 《流体机械》 北大核心 2025年第11期58-67,共10页
为探究枕型板换热器(PPHE)几何参数对其热工水力性能的影响规律,采用数值模拟法系统分析了不同结构参数下的流动与换热特性。现有研究中的结构型式较为单一,为此,以等距焊点布置S_(T)=2S_(L)=62 mm,h_(i)=6 mm,D_(sp)=10 mm的枕型板为... 为探究枕型板换热器(PPHE)几何参数对其热工水力性能的影响规律,采用数值模拟法系统分析了不同结构参数下的流动与换热特性。现有研究中的结构型式较为单一,为此,以等距焊点布置S_(T)=2S_(L)=62 mm,h_(i)=6 mm,D_(sp)=10 mm的枕型板为参考工况,在雷诺数Re=1 000~8 000范围内,重点考察焊点模式及其他几何参数变化对换热性能的影响。结果表明:随着横向节距S_(T)增大,努塞尔数(Nu)与摩擦系数均减小;纵向节距2SL增大使Nu先增后减,摩擦系数持续上升;通道高度h_(i)增大导致Nu下降而摩擦系数上升,从而使综合性能随h_(i)增加而降低;焊点直径D_(sp)增大则因扰动增强,使得Nu、摩擦系数及综合性能均提升。在低Re条件下,等距焊点模式(S_(T)=2S_(L)=62 mm)表现出更优的综合性能;而在高Re时,横向焊点模式的性能优于等距与纵向模式。综上,降低h_(i)、增大D_(sp)、在低Re时采用等距焊点布置、高Re时采用横向焊点布置,有助于提升枕型板换热器的综合性能。研究结果可为PPHE的结构设计与性能优化提供理论依据。 展开更多
关键词 枕型板换热器(PPHE) 热工水力性能 数值模拟
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基于Fluent软件的滴灌双向流流道灌水器水力性能数值模拟 被引量：49
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作者 田济扬 白丹 +2 位作者 于福亮 王新端 郭霖 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第20期65-71,共7页
开展滴灌双向流流道数值模拟研究,对提高灌水器研发效率,降低研发成本,分析流道消能机理具有重要意义。通过Fluent软件计算的数值模拟结果和试验数据的对比,重点研究了网格划分和湍流模型选取对模拟精度的影响,以及流道的消能机理。结... 开展滴灌双向流流道数值模拟研究,对提高灌水器研发效率,降低研发成本,分析流道消能机理具有重要意义。通过Fluent软件计算的数值模拟结果和试验数据的对比,重点研究了网格划分和湍流模型选取对模拟精度的影响,以及流道的消能机理。结果表明:当网格划分为0.2 mm,分别采用Realizable k-ε模型与标准k-ω模型模拟时,模拟值与实测值的相关系数均高于0.998,数值模拟精度和计算效率较高;且流道的进口压力越大,反向水流与正向水流的比值越大,流态指数越小,水力性能越好,特别是在灌水器压力低于0.10 MPa区间,流态指数低于迷宫式流道;从流道的速度矢量图可以明显的看出正向水流与反向水流的分布与混掺过程;分析流道压力分布图,发现流道内压力在正、反向水流混掺后大幅度下降,进一步验证了双向流流道的消能机理与消能效果。 展开更多
关键词 滴灌 数值方法 湍流 灌水器 双向流流道 水力性能
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