增压器涡轮非设计工况多目标气动优化

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作者 刘正先 高浩 +2 位作者 李孝检 程江华 郭磊宏 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第1期134-143,共10页

为提升某车用特种发动机变工况热力性能,针对其增压器涡轮,基于纯径向造型设计,开展了非设计工况多目标气动优化。采用单参数分析、最优拉丁超立方取样、Kriging代理模型以及梯度变异混合优化算法构建了涡轮多目标气动优化方法,在不损... 为提升某车用特种发动机变工况热力性能,针对其增压器涡轮,基于纯径向造型设计,开展了非设计工况多目标气动优化。采用单参数分析、最优拉丁超立方取样、Kriging代理模型以及梯度变异混合优化算法构建了涡轮多目标气动优化方法,在不损失涡轮设计工况气动性能的前提下,实现了非设计工况等熵效率和比功率的提升。优化后涡轮在大膨胀比工况点等熵效率提高2.03%、比功率提升2.78%。引入熵产率理论并结合涡轮流场分析,得出气动性能提升的机理:转子入口攻角减小、尾缘附近流动均匀性提升,入口及尾缘附近流动分离改善、高熵产率区域减小,气动损失降低;转子出口相对马赫数降低,余速损失减小,等熵效率提升;叶片吸力面载荷降低,前缘负载荷问题改善,转子整体扭矩增大,涡轮比功率提高。文章为增压器涡轮非设计工况气动优化及流动新机理解析提供了有益参考。 展开更多

关键词 增压器涡轮 纯径向造型 非设计工况 多目标气动优化 熵产率分析

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离心泵非设计工况空化振动噪声的试验测试 被引量：55

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作者 王勇 刘厚林 +2 位作者 袁寿其 谈明高 王凯 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期35-38,共4页

在离心泵闭式试验台上,基于虚拟仪器数据采集系统和泵产品测试系统建立了离心泵空化诱导振动噪声的试验测试系统,实现了泵性能参数和空化诱导振动噪声信号的同步采集。以一台单级单吸离心泵为研究对象,测量了模型泵在不同流量下,空化余... 在离心泵闭式试验台上,基于虚拟仪器数据采集系统和泵产品测试系统建立了离心泵空化诱导振动噪声的试验测试系统,实现了泵性能参数和空化诱导振动噪声信号的同步采集。以一台单级单吸离心泵为研究对象,测量了模型泵在不同流量下,空化余量(NPSH)变化时的振动和噪声信号并对其进行了处理,得到了不同流量下振动加速度和噪声声压级随NPSH变化的曲线图。试验结果表明:不同流量下,随NPSH的下降,振动加速度和声压级先保持不变然后明显升高,据此可以初步判断泵的初生空化余量;泵体的振动强度高于其他测点;除轴向振动变化规律复杂外,其余测点随着流量的增加振动加强。 展开更多

关键词 离心泵 空化 振动 噪声 试验 非设计工况

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离心泵叶轮非设计工况下内部湍流流场的模拟 被引量：31

3

作者 张伟 余运超 陈红勋 《排灌机械工程学报》 EI 2010年第1期38-42,共5页

采用ANSYS CFX11.0软件、标准k-ε湍流模型及SST湍流模型封闭雷诺平均方程,对低比转速离心泵叶轮在非设计工况下内部流场进行了三维定常湍流数值模拟,获取了离心泵叶轮内部流场结构,此两种模型所计算出的内部流场图案与参考文献中的PIV... 采用ANSYS CFX11.0软件、标准k-ε湍流模型及SST湍流模型封闭雷诺平均方程,对低比转速离心泵叶轮在非设计工况下内部流场进行了三维定常湍流数值模拟,获取了离心泵叶轮内部流场结构,此两种模型所计算出的内部流场图案与参考文献中的PIV试验结果以及大涡模拟(LES)的计算结果基本一致,获得了文献中出现的'交替失速'这一特殊的流动现象.此外,对不同直径处将本计算所得到的速度轮廓的形态与文献中的PIV及LES结果进行了比较,结果显示采用标准k-ε湍流模型及SST湍流模型能够对离心泵内部流动进行比较精确的模拟,但是在局部上与PIV试验结果有一定的偏差,并进行了初步分析,但仍需要对湍流模型进行进一步的探索和研究. 展开更多

关键词 离心泵 叶轮 比转速 湍流模型 非设计工况

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射流式离心泵非设计工况下内部流动研究 被引量：9

4

作者 李贵东 王洋 +3 位作者 曹璞钰 周国辉 吴文 韩亚文 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期48-53,共6页

为了研究射流式离心泵在非设计工况下的内部流动特性,选取JETST-100型射流式离心泵作为研究对象,运用CFX软件提供的RNG k-ε湍流模型,对模型泵内部流动情况进行了三维非定常数值模拟,得到各过流部件内部的速度场和压力场分布等流动信息... 为了研究射流式离心泵在非设计工况下的内部流动特性,选取JETST-100型射流式离心泵作为研究对象,运用CFX软件提供的RNG k-ε湍流模型,对模型泵内部流动情况进行了三维非定常数值模拟,得到各过流部件内部的速度场和压力场分布等流动信息,比较了在不同运行流量下,射流器进口和喉管处质量流量的变化情况,并将模拟结果与试验进行对比。结果表明:射流器内部压力最高区域在喷嘴进口处,低压区域在喉管附近,喷嘴附近速度最大,抽送液体的进流口速度最小;叶轮中流出的液体大部分回流至射流器进口,随着泵运行流量的减小,回流所占射流器喉管处质量流的比例增加;对叶轮内的流动分析显示,叶片吸力面的速度普遍高于压力面的速度,进一步影响了该型泵的运行效率。 展开更多

关键词 射流式离心泵 非设计工况 流场分析 数值模拟

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非设计工况下叶轮进口附近的流动及其控制 被引量：13

5

作者 张人会 张学静 杨军虎 《甘肃工业大学学报》 CAS 北大核心 2003年第4期64-66,共3页

对叶轮进口附近流动在偏离设计工况下的回流和汽蚀(空化)两大特性进行了系统的描述,阐述了它们的诱发机理及其对泵性能的影响.根据回流的诱发机理对诱导轮的作用进行了全面的分析,提出了控制回流发生的有效方法,从叶片进口流动这一角度... 对叶轮进口附近流动在偏离设计工况下的回流和汽蚀(空化)两大特性进行了系统的描述,阐述了它们的诱发机理及其对泵性能的影响.根据回流的诱发机理对诱导轮的作用进行了全面的分析,提出了控制回流发生的有效方法,从叶片进口流动这一角度完善了离心泵叶片设计理论. 展开更多

关键词 叶轮 离心泵 叶片设计 进口比转速 非设计工况 回流 汽蚀

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水泵水轮机泵工况非设计工况流态与压力脉动分析 被引量：11

6

作者 朱迪 肖若富 +1 位作者 陶然 刘伟超 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期77-84,共8页

水泵水轮机的运行稳定性对抽水蓄能机组产生极大影响,为研究不同工况下水泵水轮机内部流态及压力脉动的详细特征,针对某一模型水泵水轮机,分析2种不同导叶开度下从较小流量到较大流量的内部流动和压力脉动。结果表明,小流量下活动导叶... 水泵水轮机的运行稳定性对抽水蓄能机组产生极大影响,为研究不同工况下水泵水轮机内部流态及压力脉动的详细特征,针对某一模型水泵水轮机,分析2种不同导叶开度下从较小流量到较大流量的内部流动和压力脉动。结果表明,小流量下活动导叶开度小时和大流量下活动导叶开度大时压力脉动较小,瞬时扬程的波动变化也小,流动平稳;小流量下活动导叶开度大时和大流量下活动导叶开度小时受到许多低频的影响,频率成分比较复杂,压力脉动幅值较大,瞬时扬程的波动也大,内部流动紊乱。 展开更多

关键词 水泵水轮机 非设计工况 内部流态 压力脉动 数值模拟

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考虑非设计工况的螺旋桨优化设计方法 被引量：5

7

作者 常欣 孙帅 +1 位作者 王超 莫涛 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期1544-1548,共5页

为提高螺旋桨的性能,研究了考虑非设计工况时螺旋桨效率的优化设计方法。以母型桨设计进速周围多个进速点对应的敞水效率为目标函数,以螺距比的径向分布为优化变量,以推力、扭矩和空泡性能为约束条件建立优化数学模型。通过对不同工况... 为提高螺旋桨的性能,研究了考虑非设计工况时螺旋桨效率的优化设计方法。以母型桨设计进速周围多个进速点对应的敞水效率为目标函数,以螺距比的径向分布为优化变量,以推力、扭矩和空泡性能为约束条件建立优化数学模型。通过对不同工况的效率值设置权重并进行加权求和的方法,将多目标优化模型转变为单目标优化模型,利用面元法求解螺旋桨的水动力性能,应用柏利尔商船限界线表达空泡性能,基于简单遗传算法对模型进行求解,得到了优化后的螺旋桨螺距比的径向分布,将考虑非设计工况与考虑设计工况下的优化结果进行了对比。对比结果表明,由于船舶航行时航速的变化,仅考虑设计工况下进行螺旋桨优化往往达不到预期的节能效果,需要综合考虑设计航速周围多个工况点对应的效率。 展开更多

关键词 螺旋桨优化 优化设计 非设计工况 权重 简单遗传算法 螺距比分布 敞水效率

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非设计工况下斜流泵叶轮进出口环量变化分析 被引量：3

8

作者 欧鸣雄 施卫东 +1 位作者 田飞 张德胜 《流体机械》 CSCD 北大核心 2013年第9期20-24,共5页

基于RNG k-ε湍流模型对斜流泵内部三维流场进行了数值计算,重点针对非设计工况下的斜流泵叶轮进出口环量分布特征进行了分析。研究结果显示,在设计点附近的叶轮进口环量受叶片进口边影响较大,不同采样线的环量分布具有一定差异,小流量... 基于RNG k-ε湍流模型对斜流泵内部三维流场进行了数值计算,重点针对非设计工况下的斜流泵叶轮进出口环量分布特征进行了分析。研究结果显示,在设计点附近的叶轮进口环量受叶片进口边影响较大,不同采样线的环量分布具有一定差异,小流量工况下受到叶轮进口回流的影响,不同采样线的环量分布趋于一致。叶轮出口环量分布受采样线位置影响较小,在设计流量点时,叶轮出口呈等环量分布。在小流量工况点,受到叶轮出口回流的影响,叶轮出口外缘处的环量数值显著增大。通过研究还发现,从叶轮出口流道通过轮毂一侧回流进入叶轮的流体微团具有与叶轮旋转方向相反的圆周速度分量,其环量数值甚至低于同工况下的叶轮进口环量值。 展开更多

关键词 斜流泵 非设计工况 叶轮 环量分布 数值模拟

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非设计工况下叶片扩压器与离心叶轮间非定常流动的二维数值模拟 被引量：3

9

作者 王彤 谷传纲 刘正先 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第12期1937-1941,共5页

以一实验用离心压气机内叶片扩压器与叶轮间耦合流动为研究对象,采用动静部件统一的计算方法,对叶片扩压器与离心叶轮间二维流场在非设计工况下的非定常流动进行了数值模拟,并与无叶扩压器与离心叶轮间定常流场进行比较.与测量结果比较... 以一实验用离心压气机内叶片扩压器与叶轮间耦合流动为研究对象,采用动静部件统一的计算方法,对叶片扩压器与离心叶轮间二维流场在非设计工况下的非定常流动进行了数值模拟,并与无叶扩压器与离心叶轮间定常流场进行比较.与测量结果比较表明,本文的计算结果具有一定的可信度,并由此说明了非设计工况下,动静部件干涉对流动的影响. 展开更多

关键词 非定常流动 非设计工况 数值模拟

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基于修正RNG k-ε模型的叶片泵非设计工况数值模拟 被引量：15

10

作者 任嘉 张瑶 沈正帆 《舰船科学技术》 北大核心 2014年第10期101-105,共5页

对于非设计工况下流体机械的流场计算,由于其偏离设计工况,分离流动严重等特点,使得用普通的湍流模型数值模拟精度不高。本文采用一种将涡粘性系数Cμ与湍流脉动动能和湍流耗散率的变化相关联的方法,对RNG k-ε湍流模型进行修正。为验... 对于非设计工况下流体机械的流场计算,由于其偏离设计工况,分离流动严重等特点,使得用普通的湍流模型数值模拟精度不高。本文采用一种将涡粘性系数Cμ与湍流脉动动能和湍流耗散率的变化相关联的方法,对RNG k-ε湍流模型进行修正。为验证其对非设计工况下叶片泵的预测精度,分别采用修正模型和原始RNG模型,数值模拟了一比转速为439的叶片泵的内部流场,得到了其扬程、效率曲线及在典型工况下的内部流场流线分布。通过比较改进前后RNG湍流模型的数值计算结果,并与实验结果对比,得出修正RNG模型更能准确预测出非设计工况下叶片泵的流场特性。 展开更多

关键词 湍流 RNG k-ε模型 涡粘性系数 非设计工况

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制冷系统在非设计工况下的运行特性及问题分析 被引量：4

11

作者 杜建通 张荣玲 《流体机械》 CSCD 北大核心 1999年第8期58-62,共5页

通过对制冷系统运行状况的分析，指出了在非设计工况下制冷系统的运行特性以及容易产生的问题，针对这些问题阐明了应采取的措施。

关键词 制冷系统 非设计工况 运行特性 分析

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考虑压气机动静干涉效应的非设计工况性能数值模拟 被引量：2

12

作者 赵养正 刘前智 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期422-425,430,共5页

应用数值模拟方法研究了非设计工况下轴流压气机动静叶排相互干涉的非定常流动,利用高分辨率格式求解准三维雷诺平均N-S方程,非定常流场计算采用了双时间步法与LU-SGS隐式解法耦合的方法。计算给出了在100%,90%和80%设计转速下等转速特... 应用数值模拟方法研究了非设计工况下轴流压气机动静叶排相互干涉的非定常流动,利用高分辨率格式求解准三维雷诺平均N-S方程,非定常流场计算采用了双时间步法与LU-SGS隐式解法耦合的方法。计算给出了在100%,90%和80%设计转速下等转速特性的定常和非定常流的计算结果,两者的比较表明,定常流计算得到的效率低于非定常的结果,边界点附近定常流的增压比高于非定常的结果。不稳定边界附近的非定常流计算结果表明,利用叶片表面压力变化是否具有周期性作为等转速线上边界点的判别准则更为合理。 展开更多

关键词 非定常流动 非设计工况 数值仿真 轴流压气机

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非设计工况下离心泵二次流旋涡的流动轨迹数值模拟及试验研究 被引量：1

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作者 俞志君 赵博 +2 位作者 巫进 姜大连 戴露 《中国农村水利水电》 北大核心 2011年第9期152-154,共3页

采用cfx软件,基于RNGk-ε湍流模型,对小流量、大流量及汽蚀工况下叶轮内部三维流场进行数值计算,并将计算结果与试验结果对比分析。结果表明:在小流量运行时,二次流旋涡在叶轮出口处靠近叶片的工作面处发生,其旋向是按逆时针旋转的,当... 采用cfx软件,基于RNGk-ε湍流模型,对小流量、大流量及汽蚀工况下叶轮内部三维流场进行数值计算,并将计算结果与试验结果对比分析。结果表明:在小流量运行时,二次流旋涡在叶轮出口处靠近叶片的工作面处发生,其旋向是按逆时针旋转的,当流量进一步降低时,在叶轮流道内部会出现第2个二次流旋涡;到流量降低到一定程度时,蜗壳的出口处的上方也出现二次流旋涡,其旋向也是按逆时针旋转的。在大流量下运行时,在叶轮内部没有发现二次流旋涡,但在蜗壳的出口处的下端出现二次流旋涡,其旋向是按顺时针旋转的;在汽蚀工况下运行时,二次旋涡流发生在叶轮进口处靠近叶片的背面,其旋向是按顺时针旋转的。 展开更多

关键词 非设计工况 离心泵二次流旋涡 流动轨迹

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非设计工况下有机工质向心透平性能数值研究 被引量：1

14

作者 王智 尹立冰 《汽轮机技术》 北大核心 2017年第1期6-8,12,共4页

为了研究某向心透平在非设计工况下的运行特性,保证向心透平高效经济地运行,运用计算流体力学软件进行数值模拟,并且采用Peng-Robinson状态方程计算有机工质真实气体特性,分析了不同转速,进口总温和出口压力对向心透平性能的影响。结果... 为了研究某向心透平在非设计工况下的运行特性,保证向心透平高效经济地运行,运用计算流体力学软件进行数值模拟,并且采用Peng-Robinson状态方程计算有机工质真实气体特性,分析了不同转速,进口总温和出口压力对向心透平性能的影响。结果表明,有机工质向心透平性能受变工况的影响较大,控制好合理的进出口参数和转速水平对透平的高效运行至关重要;相对于其它变量,转速对透平效率的影响最大,进口总温最小;在设计工况下,转速、进口总温和出口压力对透平效率的影响相对较小,同时保持了较高的透平效率。 展开更多

关键词 非设计工况 向心透平 CFX数值模拟 总对总效率

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换热器网络在非设计工况下的运行

15

作者 李科群 李波 +1 位作者 罗行 B.Niemeyer 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期544-547,共4页

所有的换热器网络(HENs)都是在给定的运行工况下进行设计的.但有时它们并非在设计工况下运行,即某些过程流体进口参数与其设计值存在着偏差,因而其他过程流体进口参数需要进行调节以维持过程流体的出口参数设计值.换热器网络在非设计工... 所有的换热器网络(HENs)都是在给定的运行工况下进行设计的.但有时它们并非在设计工况下运行,即某些过程流体进口参数与其设计值存在着偏差,因而其他过程流体进口参数需要进行调节以维持过程流体的出口参数设计值.换热器网络在非设计工况下的运行问题可以分为3种情况:调节参数的个数大于、等于或小于出口目标参数的个数,如果进口参数偏差处于换热器网络的可行域内,那么将可能分别存在一种、多种调节方案,或者不存在调节方案.对于存在多种调节方案的情形,最优的方案需要确定. 展开更多

关键词 换热器网络 非设计工况 调节运行方案 最优运行方案

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离心式通风机非设计工况能量耗散研究

16

作者 李意民 王艳芬 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第1期67-70,共4页

应用拟熵的方法，分析了离心式通风机非设计工况能量耗散问题．从理论和实验两方面研究和探索了通风机在非设计工况运行时的效率及其与之有关的影响因素，提出旋回流动和由此产生的一系列旋涡是引起通风机在非设计工况工作时能量损失的... 应用拟熵的方法，分析了离心式通风机非设计工况能量耗散问题．从理论和实验两方面研究和探索了通风机在非设计工况运行时的效率及其与之有关的影响因素，提出旋回流动和由此产生的一系列旋涡是引起通风机在非设计工况工作时能量损失的主要原因；并分析了通风机非设计工况时的节能途径． 展开更多

关键词 离心式通风机 非设计工况 能量耗散 节能 通风机

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非设计工况下的高静低动隔振器参数的响应影响规律研究

17

作者 杨志荣 柯贤勇 +1 位作者 赵含 饶柱石 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第12期1719-1728,共10页

本文提出一种由屈曲圆板作为负刚度和线性弹簧并联组成的高静低动隔振器;采用有限元法计算分析其屈曲模态,并对其进行了非线性屈曲分析,验证了其具有高静低动的刚度特性;如隔振器的承载重量选择得当,静平衡位置就位于额定载荷下的准零... 本文提出一种由屈曲圆板作为负刚度和线性弹簧并联组成的高静低动隔振器;采用有限元法计算分析其屈曲模态,并对其进行了非线性屈曲分析,验证了其具有高静低动的刚度特性;如隔振器的承载重量选择得当,静平衡位置就位于额定载荷下的准零刚度平衡点,一旦载荷发生改变,过载或者欠载,则会造成静平衡位置偏离设定的静平衡点;建立了考虑载荷缺陷的高静低动隔振器的非线性动力学模型,进一步采用谐波平衡法分析其响应,讨论了系统参数的响应影响规律。分析结果表明,系统响应从渐软刚度向渐硬刚度以及渐软-渐硬刚度混合的特性改变取决于承载、阻尼以及激励力幅值情况。 展开更多

关键词 高静低动 隔振器 非设计工况 有限元

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非设计工况下叶片前缘气膜冷却作用的数值分析 被引量：2

18

作者 苗强 张发生 +1 位作者 刘庆龙 戴韧 《流体机械》 CSCD 北大核心 2010年第6期11-16,共6页

基于冷气喷射模型的验证结果,对冲角分别为0°、15°和-15°三种条件下的叶片前缘3排孔气膜冷却特性进行了三维环形叶栅数值模拟。在吹风比等于1.0时,详细分析了叶片型面静压和气膜冷却效率的分布特征。分析结果表明,冲角... 基于冷气喷射模型的验证结果,对冲角分别为0°、15°和-15°三种条件下的叶片前缘3排孔气膜冷却特性进行了三维环形叶栅数值模拟。在吹风比等于1.0时,详细分析了叶片型面静压和气膜冷却效率的分布特征。分析结果表明,冲角的变化使叶片前缘滞止线位置发生偏移,且对叶片前缘静压差产生了很大的影响。相对冲角0°时的情况,当冲角为15°时,叶片吸力面冷却效果增强,压力面冷却效率值降低;当冲角为-15°时,吸力面侧冷却效果减弱,压力面侧冷却效率值升高。 展开更多

关键词 非设计工况 气膜冷却 静压 吹风比

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房间空调器非设计工况下性能的实验研究 被引量：2

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作者 潘存华 周军 +1 位作者 江斌 倪宜华 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期359-362,共4页

文章介绍了空气焓差法试验的基本原理与方法,在实验数据基础上,分析空调器主要性能及运行工况随室内温度、室外温度变化的关系,以及室内侧风量变化对空调器制冷性能的影响,为空调器性能的综合评价提供第一手的资料。

关键词 房间空调器 空气焓值法 非设计工况

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《叶片泵的非设计工况及其优化设计》简介

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《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期101-101,共1页

关键词 《叶片泵的非设计工况及其优化设计》 设计理论 流动特点 书评

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