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基于参数分析与智能优化的导叶式混流泵多工况优化
被引量:
2
1
作者
丁征
袁建平
+3 位作者
陈颖俊
戴秋萍
陈松山
王梦成
《排灌机械工程学报》
北大核心
2025年第4期348-356,共9页
为进一步研究混流泵的多工况优化,以一中比转数导叶式混流泵叶轮为研究对象,以反问题设计方法为基础,以轮毂及轮缘处载荷控制参数NC_(h),ND_(h),K_(h),NC_(s),ND_(s)和K_(s)为设计参数,以0.8 Q_(des)和1.1 Q_(des)(Q_(des)为设计流量)...
为进一步研究混流泵的多工况优化,以一中比转数导叶式混流泵叶轮为研究对象,以反问题设计方法为基础,以轮毂及轮缘处载荷控制参数NC_(h),ND_(h),K_(h),NC_(s),ND_(s)和K_(s)为设计参数,以0.8 Q_(des)和1.1 Q_(des)(Q_(des)为设计流量)处效率为优化目标,以1.0 Q_(des)处扬程为约束条件,结合正交试验设计、最优拉丁超立方抽样法、径向基神经网络和非支配排序遗传算法,在参数分析的基础上对其开展多工况优化研究.结果表明:参数ND_(h),K_(h),NC_(s),ND_(s)和K_(s)对0.8 Q_(des)和1.1 Q_(des)工况处效率均具有显著影响,在优化设计中应该被重点考虑;轮毂及轮缘处后加载有利于小流量工况下效率的提升,而两者前加载则有利于大流量工况下效率的提升;优化后模型在0.8 Q_(des),1.0 Q_(des)和1.1 Q_(des)处效率分别为82.32%,88.13%和86.50%,较原始模型分别提升了0.73%,0.99%和1.55%.内流分析表明,叶轮进口处二次流的改善及导叶内湍动强度的降低是优化后模型效率提升的根本原因.
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关键词
导叶式混流泵
数值模拟
反问题设计
参数分析
智能优化
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职称材料
不同载荷分布形式对轴流泵性能影响研究
被引量:
1
2
作者
陈颖俊
戴秋萍
+2 位作者
邓彬彬
施江峰
王梦成
《人民长江》
北大核心
2025年第3期172-177,183,共7页
针对轴流泵的设计优化开展研究有利于其综合性能的进一步提升。以一轴流泵模型为研究对象,在实验验证数值模拟准确性的基础上,采用反问题设计,通过修改轮毂和轮缘处载荷分布形式,设计了前载、中载和后载3种典型载荷分布形式的轴流泵叶轮...
针对轴流泵的设计优化开展研究有利于其综合性能的进一步提升。以一轴流泵模型为研究对象,在实验验证数值模拟准确性的基础上,采用反问题设计,通过修改轮毂和轮缘处载荷分布形式,设计了前载、中载和后载3种典型载荷分布形式的轴流泵叶轮,并对比分析了不同载荷分布形式对轴流泵性能的影响。结果表明:控制载荷分布可有效控制叶片表面最大压差位置;轮毂与轮缘处后载有利于小流量和设计流量工况下泵段效率的提升,前载可有效改善泵段性能(效率和扬程)在大流量工况下迅速下降的缺点,中载可使泵段获得较为均衡的性能;设计工况下,前载、中载和后载轴流泵模型的效率分别为79.28%,79.76%和82.92%。内流分析表明叶片工作面中后部二次流及叶轮出口处回流的抑制是后载模型在小流量和设计流量工况下性能改善的根本原因,而大流量工况下导叶内流态的改善是前载模型性能提高的主要原因。研究成果可为轴流泵叶轮的优化设计提供参考。
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关键词
轴流泵叶轮
反问题设计
载荷分布
能量特性
内流特性
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职称材料
锡澄运河整治工程双向竖井贯流泵站流道优化及分析
被引量:
6
3
作者
袁尧
胡文竹
+2 位作者
邓彬彬
杨帆
汤方平
《中国农村水利水电》
北大核心
2021年第1期36-41,47,共7页
针对锡澄运河整治工程竖井贯流泵站改造的需求,对双向竖井贯流泵装置原型进行了三维定常数值模拟。以泵站竖井流道为研究对象,分析比较了5种不同的竖井流道优化方案,重点分析了正反向运行时竖井流道的内流场特征。结果表明:前移竖井段,...
针对锡澄运河整治工程竖井贯流泵站改造的需求,对双向竖井贯流泵装置原型进行了三维定常数值模拟。以泵站竖井流道为研究对象,分析比较了5种不同的竖井流道优化方案,重点分析了正反向运行时竖井流道的内流场特征。结果表明:前移竖井段,将竖井的迎水面的尖角改成圆弧形,并以各个断面的面积作为控制参数改善流态分布较差的断面面积,有助于水流平稳扩散,提高水力性能。优化后,正向运行时,设计流量工况(H=3.81 m,Q=30 m^3/s)下效率为72.40%,当H=2.61 m,Q=33 m^3/s时,效率达到最大值74.53%;反向运行时,当H=3.9 m,Q=30 m^3时,效率达到最大值60.91%,相比原设计方案提高1.04%。
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关键词
竖井贯流泵站流道
数值模拟
优化设计
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职称材料
基于LID组合措施的张家港中心城区雨洪控制效果模拟研究
被引量:
5
4
作者
樊金璐
徐红
+2 位作者
陆益忠
王路平
刘俊
《水电能源科学》
北大核心
2022年第3期75-78,共4页
针对城市化发展迅速,单一的灰色基础设施已不能满足现代化城市排水需求而造成城市内涝频频发生的问题,利用SWMM软件构建张家港中心城区排水防涝模型,并选用适合城市排水防涝计算的综合设计雨型作为模型的上边界输入,模拟现状条件和4种LI...
针对城市化发展迅速,单一的灰色基础设施已不能满足现代化城市排水需求而造成城市内涝频频发生的问题,利用SWMM软件构建张家港中心城区排水防涝模型,并选用适合城市排水防涝计算的综合设计雨型作为模型的上边界输入,模拟现状条件和4种LID组合方案下地表径流量、溢流节点个数和超载管道个数的削减情况,分析了研究区雨洪控制效果。结果表明,各LID措施均有减小地表径流、缓解管网压力的作用,在较低重现期雨洪削减效果显著,随重现期的不断提高,雨洪控制效果减弱,其中方案3以绿色屋顶和植草沟为主,按适当比例增加透水铺装的LID组合措施对研究区雨洪控制效果最明显。研究结果可为城市内涝防治体系建设及优化提供一定参考和理论依据。
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关键词
SWMM模型
LID组合措施
综合雨型
雨洪控制
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职称材料
基于ESMD-FE-AJSO-LSTM算法的水闸深基坑变形预测
被引量:
9
5
作者
张伟
邓彬彬
+5 位作者
仇建春
夏国春
姚兆仁
刘占午
朱新宇
王昱锦
《南水北调与水利科技(中英文)》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期378-387,408,共11页
水闸深基坑开挖变形具有明显的非线性和非稳定性特征,基于此,引入极点对称模态分解算法(extremepoint symmetric mode decomposition method,ESMD)对水闸深基坑开挖变形原型监测序列进行多模态分解,并基于模糊熵(fuzzy entropy, FE)理...
水闸深基坑开挖变形具有明显的非线性和非稳定性特征,基于此,引入极点对称模态分解算法(extremepoint symmetric mode decomposition method,ESMD)对水闸深基坑开挖变形原型监测序列进行多模态分解,并基于模糊熵(fuzzy entropy, FE)理论对各分解分量进行模糊多模态相空间重构,从而有效甄别水闸基坑变形不同时间尺度有效物理特征。构建基于人工水母搜索算法(artificial jellyfish search optimizer,AJSO)优化的长短期记忆(long short-term memory,LSTM)人工神经网络模型,以重构后的各重构子序列为基础进行优化训练,并把训练后的各预测模态分量合并,实现对水闸基坑开挖变形动态预测和分析。以张家港市十一圩江边枢纽改建工程基坑开挖变形监测为例,采用上述方法对该枢纽工程基坑开挖过程变形进行预测和分析。结果表明:基于ESMD-FE-AJSOLSTM算法的水闸深基坑变形预测方法能够有效预测基坑开挖变形非线性特征,相比传统LSTM、循环神经网络(recurrent neural network, RNN)和支持向量机(support vector machine,SVM)等算法具有更高的预测精度和稳定性,为实现对基坑开挖安全性态实时科学诊断和分析提供技术参考。
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关键词
极点对称模态分解算法
模糊熵
人工水母搜索算法
长短期记忆
水闸
深基坑
变形预测
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职称材料
基于重整化群的水工混凝土结构整体破坏概率研究
被引量:
12
6
作者
顾培英
黄勤红
+1 位作者
邓昌
汤雷
《水利水运工程学报》
CSCD
北大核心
2010年第4期1-5,共5页
在借鉴重整化群理论和局部损伤概率的基础上,形成水工混凝土结构整体破坏概率研究方法.针对单元损伤概率不等的正方体结构,推导了1级原胞损伤概率,再依次确定n级原胞的损伤概率,从而得到结构整体的破坏概率.传统的岩石等概率破碎模型只...
在借鉴重整化群理论和局部损伤概率的基础上,形成水工混凝土结构整体破坏概率研究方法.针对单元损伤概率不等的正方体结构,推导了1级原胞损伤概率,再依次确定n级原胞的损伤概率,从而得到结构整体的破坏概率.传统的岩石等概率破碎模型只是针对单元损伤概率相等情况下的一个特例,而该数学模型是一个通式.以某大体积混凝土结构为例,应用所建立的数学模型进行了实例分析.计算结果表明,当单元损伤概率不超过0.7时,结构较为安全,否则结构整体安全性会迅速降低,外界环境一旦恶化,结构极有可能发生垮塌.
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关键词
重整化群理论
损伤概率
原胞
安全评价
整体破坏
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职称材料
题名
基于参数分析与智能优化的导叶式混流泵多工况优化
被引量:
2
1
作者
丁征
袁建平
陈颖俊
戴秋萍
陈松山
王梦成
机构
扬州大学电气与能源动力
工程
学院
江苏大学国家水泵及系统
工程
技术研究中心
张家港市长江防洪工程管理处
江苏省水利
工程
建设局
出处
《排灌机械工程学报》
北大核心
2025年第4期348-356,共9页
基金
中国博士后科学基金资助项目(2023M741499)
江苏省自然科学基金资助项目(SBK2023042972)
江苏省高效节能大型轴流泵站工程研究中心开放课题(ECHEAP022)。
文摘
为进一步研究混流泵的多工况优化,以一中比转数导叶式混流泵叶轮为研究对象,以反问题设计方法为基础,以轮毂及轮缘处载荷控制参数NC_(h),ND_(h),K_(h),NC_(s),ND_(s)和K_(s)为设计参数,以0.8 Q_(des)和1.1 Q_(des)(Q_(des)为设计流量)处效率为优化目标,以1.0 Q_(des)处扬程为约束条件,结合正交试验设计、最优拉丁超立方抽样法、径向基神经网络和非支配排序遗传算法,在参数分析的基础上对其开展多工况优化研究.结果表明:参数ND_(h),K_(h),NC_(s),ND_(s)和K_(s)对0.8 Q_(des)和1.1 Q_(des)工况处效率均具有显著影响,在优化设计中应该被重点考虑;轮毂及轮缘处后加载有利于小流量工况下效率的提升,而两者前加载则有利于大流量工况下效率的提升;优化后模型在0.8 Q_(des),1.0 Q_(des)和1.1 Q_(des)处效率分别为82.32%,88.13%和86.50%,较原始模型分别提升了0.73%,0.99%和1.55%.内流分析表明,叶轮进口处二次流的改善及导叶内湍动强度的降低是优化后模型效率提升的根本原因.
关键词
导叶式混流泵
数值模拟
反问题设计
参数分析
智能优化
Keywords
guide vane mixed-flow pump
numerical simulation
inverse design method
parameter analysis
intelligent optimization
分类号
S277.9 [农业科学—农业水土工程]
TH312 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
不同载荷分布形式对轴流泵性能影响研究
被引量:
1
2
作者
陈颖俊
戴秋萍
邓彬彬
施江峰
王梦成
机构
张家港市长江防洪工程管理处
江苏省水利
工程
建设局
扬州大学电气与能源动力
工程
学院
出处
《人民长江》
北大核心
2025年第3期172-177,183,共7页
基金
江苏省自然科学基金项目(SBK2023042972)
中国博士后科学基金项目(2023M741499)
江苏省高效节能大型轴流泵站工程研究中心开放课题项目(ECHEAP022)。
文摘
针对轴流泵的设计优化开展研究有利于其综合性能的进一步提升。以一轴流泵模型为研究对象,在实验验证数值模拟准确性的基础上,采用反问题设计,通过修改轮毂和轮缘处载荷分布形式,设计了前载、中载和后载3种典型载荷分布形式的轴流泵叶轮,并对比分析了不同载荷分布形式对轴流泵性能的影响。结果表明:控制载荷分布可有效控制叶片表面最大压差位置;轮毂与轮缘处后载有利于小流量和设计流量工况下泵段效率的提升,前载可有效改善泵段性能(效率和扬程)在大流量工况下迅速下降的缺点,中载可使泵段获得较为均衡的性能;设计工况下,前载、中载和后载轴流泵模型的效率分别为79.28%,79.76%和82.92%。内流分析表明叶片工作面中后部二次流及叶轮出口处回流的抑制是后载模型在小流量和设计流量工况下性能改善的根本原因,而大流量工况下导叶内流态的改善是前载模型性能提高的主要原因。研究成果可为轴流泵叶轮的优化设计提供参考。
关键词
轴流泵叶轮
反问题设计
载荷分布
能量特性
内流特性
Keywords
axial flow pump impeller
inverse design method
loading distribution
energy characteristics
internal flow characteristics
分类号
TH312 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
锡澄运河整治工程双向竖井贯流泵站流道优化及分析
被引量:
6
3
作者
袁尧
胡文竹
邓彬彬
杨帆
汤方平
机构
江苏省水利科学研究院
扬州大学水利科学与
工程
学院
张家港市长江防洪工程管理处
出处
《中国农村水利水电》
北大核心
2021年第1期36-41,47,共7页
基金
国家自然科学基金项目(51609210)
扬州市校科技合作资金项目(YZU201901)
+1 种基金
江苏省科协青年科技人才托举工程项目(苏科协发〔2018〕99号)
江苏省创新能力建设计划项目(BM2018028)。
文摘
针对锡澄运河整治工程竖井贯流泵站改造的需求,对双向竖井贯流泵装置原型进行了三维定常数值模拟。以泵站竖井流道为研究对象,分析比较了5种不同的竖井流道优化方案,重点分析了正反向运行时竖井流道的内流场特征。结果表明:前移竖井段,将竖井的迎水面的尖角改成圆弧形,并以各个断面的面积作为控制参数改善流态分布较差的断面面积,有助于水流平稳扩散,提高水力性能。优化后,正向运行时,设计流量工况(H=3.81 m,Q=30 m^3/s)下效率为72.40%,当H=2.61 m,Q=33 m^3/s时,效率达到最大值74.53%;反向运行时,当H=3.9 m,Q=30 m^3时,效率达到最大值60.91%,相比原设计方案提高1.04%。
关键词
竖井贯流泵站流道
数值模拟
优化设计
Keywords
flow channel of shaft tubular pump station
numerical simulation
optimized design
分类号
TV675 [水利工程—水利水电工程]
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职称材料
题名
基于LID组合措施的张家港中心城区雨洪控制效果模拟研究
被引量:
5
4
作者
樊金璐
徐红
陆益忠
王路平
刘俊
机构
河海大学水文水资源学院
张家港市长江防洪工程管理处
张家港市
天源水利设计院有限公司
出处
《水电能源科学》
北大核心
2022年第3期75-78,共4页
基金
国家自然科学基金项目(41471015)。
文摘
针对城市化发展迅速,单一的灰色基础设施已不能满足现代化城市排水需求而造成城市内涝频频发生的问题,利用SWMM软件构建张家港中心城区排水防涝模型,并选用适合城市排水防涝计算的综合设计雨型作为模型的上边界输入,模拟现状条件和4种LID组合方案下地表径流量、溢流节点个数和超载管道个数的削减情况,分析了研究区雨洪控制效果。结果表明,各LID措施均有减小地表径流、缓解管网压力的作用,在较低重现期雨洪削减效果显著,随重现期的不断提高,雨洪控制效果减弱,其中方案3以绿色屋顶和植草沟为主,按适当比例增加透水铺装的LID组合措施对研究区雨洪控制效果最明显。研究结果可为城市内涝防治体系建设及优化提供一定参考和理论依据。
关键词
SWMM模型
LID组合措施
综合雨型
雨洪控制
Keywords
SWMM model
LID combination measures
integrated rain pattern
stormwater control
分类号
TV122.1 [水利工程—水文学及水资源]
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职称材料
题名
基于ESMD-FE-AJSO-LSTM算法的水闸深基坑变形预测
被引量:
9
5
作者
张伟
邓彬彬
仇建春
夏国春
姚兆仁
刘占午
朱新宇
王昱锦
机构
江苏省水利建设
工程
有限公司
张家港市长江防洪工程管理处
扬州大学水利科学与
工程
学院
河海大学水资源高效利用与
工程
安全国家
工程
研究中心
出处
《南水北调与水利科技(中英文)》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期378-387,408,共11页
基金
国家自然科学基金项目(52179128,52079120,51579085)
扬州市“绿扬金凤”优秀博士人才项目(137012705)。
文摘
水闸深基坑开挖变形具有明显的非线性和非稳定性特征,基于此,引入极点对称模态分解算法(extremepoint symmetric mode decomposition method,ESMD)对水闸深基坑开挖变形原型监测序列进行多模态分解,并基于模糊熵(fuzzy entropy, FE)理论对各分解分量进行模糊多模态相空间重构,从而有效甄别水闸基坑变形不同时间尺度有效物理特征。构建基于人工水母搜索算法(artificial jellyfish search optimizer,AJSO)优化的长短期记忆(long short-term memory,LSTM)人工神经网络模型,以重构后的各重构子序列为基础进行优化训练,并把训练后的各预测模态分量合并,实现对水闸基坑开挖变形动态预测和分析。以张家港市十一圩江边枢纽改建工程基坑开挖变形监测为例,采用上述方法对该枢纽工程基坑开挖过程变形进行预测和分析。结果表明:基于ESMD-FE-AJSOLSTM算法的水闸深基坑变形预测方法能够有效预测基坑开挖变形非线性特征,相比传统LSTM、循环神经网络(recurrent neural network, RNN)和支持向量机(support vector machine,SVM)等算法具有更高的预测精度和稳定性,为实现对基坑开挖安全性态实时科学诊断和分析提供技术参考。
关键词
极点对称模态分解算法
模糊熵
人工水母搜索算法
长短期记忆
水闸
深基坑
变形预测
Keywords
Extreme-point symmetric mode decomposition method
fuzzy entropy
artificial jellyfish search optimizer
long short-term memory
sluice
deep foundation pit
deformation prediction
分类号
TV698.11 [水利工程—水利水电工程]
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职称材料
题名
基于重整化群的水工混凝土结构整体破坏概率研究
被引量:
12
6
作者
顾培英
黄勤红
邓昌
汤雷
机构
南京水利科学研究院水利部水科学与水
工程
重点实验室
张家港市长江防洪工程管理处
出处
《水利水运工程学报》
CSCD
北大核心
2010年第4期1-5,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(50779036)
"十一五"国家科技支撑计划项目课题(2009BAK56B04)
文摘
在借鉴重整化群理论和局部损伤概率的基础上,形成水工混凝土结构整体破坏概率研究方法.针对单元损伤概率不等的正方体结构,推导了1级原胞损伤概率,再依次确定n级原胞的损伤概率,从而得到结构整体的破坏概率.传统的岩石等概率破碎模型只是针对单元损伤概率相等情况下的一个特例,而该数学模型是一个通式.以某大体积混凝土结构为例,应用所建立的数学模型进行了实例分析.计算结果表明,当单元损伤概率不超过0.7时,结构较为安全,否则结构整体安全性会迅速降低,外界环境一旦恶化,结构极有可能发生垮塌.
关键词
重整化群理论
损伤概率
原胞
安全评价
整体破坏
Keywords
renormalization group theory
damage probability
primitive cell
safety evaluation
massive structure damage
分类号
TV331 [水利工程—水工结构工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于参数分析与智能优化的导叶式混流泵多工况优化
丁征
袁建平
陈颖俊
戴秋萍
陈松山
王梦成
《排灌机械工程学报》
北大核心
2025
2
在线阅读
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职称材料
2
不同载荷分布形式对轴流泵性能影响研究
陈颖俊
戴秋萍
邓彬彬
施江峰
王梦成
《人民长江》
北大核心
2025
1
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职称材料
3
锡澄运河整治工程双向竖井贯流泵站流道优化及分析
袁尧
胡文竹
邓彬彬
杨帆
汤方平
《中国农村水利水电》
北大核心
2021
6
在线阅读
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职称材料
4
基于LID组合措施的张家港中心城区雨洪控制效果模拟研究
樊金璐
徐红
陆益忠
王路平
刘俊
《水电能源科学》
北大核心
2022
5
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职称材料
5
基于ESMD-FE-AJSO-LSTM算法的水闸深基坑变形预测
张伟
邓彬彬
仇建春
夏国春
姚兆仁
刘占午
朱新宇
王昱锦
《南水北调与水利科技(中英文)》
CAS
CSCD
北大核心
2024
9
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职称材料
6
基于重整化群的水工混凝土结构整体破坏概率研究
顾培英
黄勤红
邓昌
汤雷
《水利水运工程学报》
CSCD
北大核心
2010
12
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职称材料
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