面向CFD计算的离心泵蜗壳模型优化方法 被引量：1

1

作者 谈明高 蒋振清 +2 位作者 刘厚林 吴贤芳 邵晨 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第3期231-237,共7页

由于离心泵蜗壳模型结构较为复杂,在进行三维建模的过程中会进行大量复杂的几何操作,导致在CAD模型表面会出现碎面,使后续CFD计算的网格划分环节难以进行.为了解决此问题,首先对蜗壳水力图和三维模型进行分析,结合蜗壳模型中的碎面特点... 由于离心泵蜗壳模型结构较为复杂,在进行三维建模的过程中会进行大量复杂的几何操作,导致在CAD模型表面会出现碎面,使后续CFD计算的网格划分环节难以进行.为了解决此问题,首先对蜗壳水力图和三维模型进行分析,结合蜗壳模型中的碎面特点,给出了碎面定义;然后通过构建蜗壳CAD模型的属性邻接图,并利用拓扑信息和几何信息的映射关系实现了碎面识别;最后基于几何面的优化方法,针对蜗壳模型中存在碎面较多的曲面类型,根据其几何参数进行相应的基面构造,并使用基面对存在碎面的曲面进行拟合,完成了碎面修复.基于Open CASCADE平台实现了蜗壳优化算法,结合不同类型蜗壳应用实例证明了方法的正确性和有效性.研究成果能够为离心泵CAD/CFD一体化设计提供良好的技术支撑. 展开更多

关键词 离心泵 蜗壳 CAD模型 碎面修复 碎面识别

在线阅读 下载PDF 职称材料

无轴泵喷推进器内流致噪声仿真计算 被引量：1

2

作者 刘厚林 郭成宇 +2 位作者 吴贤芳 谈明高 赵杨 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第2期109-115,共7页

基于Lighthill声比拟理论,采用混合数值模拟方法分析了流量变化对无轴泵喷推进器内流致噪声的声压级频域特性和总声压级等的影响及其与内流场的关系.研究结果表明:声压级主频均为轴频,并可见2倍轴频的谐频.小流量和设计流量下,主频处声... 基于Lighthill声比拟理论,采用混合数值模拟方法分析了流量变化对无轴泵喷推进器内流致噪声的声压级频域特性和总声压级等的影响及其与内流场的关系.研究结果表明:声压级主频均为轴频,并可见2倍轴频的谐频.小流量和设计流量下,主频处声压级幅值沿流向先下降后上升再下降,沿径向先上升后下降,并存在叶频及其倍频的谐频;大流量下,其沿流向下降,沿径向先下降后上升,未见叶频或其倍频的谐频分布.出口段靠近叶轮区域的主频处声压级幅值随流量增加上升,而远离该区域则先上升后下降;轴线附近区域的噪声逐渐增强.总声压级随流量增加而上升;流向上,总声压级逐渐降低,且在大流量下噪声衰减速度更为缓慢;径向上,总声压级最高值随着径向区域所在的流向距离增加而逐渐靠近轴线.影响不同流量下无轴泵喷推进器噪声分布的主要因素是出口段靠近叶轮区域的速度梯度和2个旋涡的大小和位置. 展开更多

关键词 无轴泵喷推进器 Lighthill声比拟理论 流致噪声 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于GWO-LMS-RSSD的旋转机械耦合故障分离及特征强化方法

3

作者 许文 施卫华 +3 位作者 李红钢 华如南 刘厚林 董亮 《机电工程》 北大核心 2025年第4期677-685,共9页

针对旋转机械耦合故障中较弱故障易被较强故障淹没及噪声干扰严重的问题,提出了基于灰狼优化算法(GWO)的自适应滤波最小均方(LMS)算法,结合共振稀疏分解(RSSD)的耦合故障特征分离及强化方法。首先,采用自适应滤波LMS算法对耦合故障信号... 针对旋转机械耦合故障中较弱故障易被较强故障淹没及噪声干扰严重的问题,提出了基于灰狼优化算法(GWO)的自适应滤波最小均方(LMS)算法,结合共振稀疏分解(RSSD)的耦合故障特征分离及强化方法。首先,采用自适应滤波LMS算法对耦合故障信号进行了滤波处理,使故障特征得到了初步强化;然后,根据耦合故障的不同共振属性,利用RSSD算法将故障耦合分解为高共振分量和低共振分量,完成了耦合故障分离;特别地,针对LMS算法中参数依赖人工经验、自适应差等问题,研究了基于灰狼优化算法(GWO)的参数自适应优化方法,设计了以信噪比和均方误差构成的优化目标;最后,对稀疏分解得到的信号进行了包络解调,完成了耦合故障分离及特征强化,同时,利用模拟信号和实验信号对该方法进行了验证分析。研究结果表明:GWO-LMS-RSSD算法能用于有效降低噪声干扰,分离旋转机械耦合故障及强化故障特征。该研究成果可为强噪声干扰下耦合故障的特征分离及强化提供一种新的思路。 展开更多

关键词 耦合故障诊断 旋转机械 共振稀疏分解 自适应滤波最小均方算法 灰狼优化算法 信噪比 均方误差

在线阅读 下载PDF 职称材料

变径管内流噪声特性及优化研究

4

作者 谈明高 王昊晨 +3 位作者 刘厚林 吴登昊 吴江海 吴贤芳 《流体机械》 北大核心 2025年第6期104-110,共7页

为探究变径管内流噪声特性,采用大涡模拟(LES)耦合Smagorinsky亚格子模型对变径管内流场进行非定常数值模拟,结合脉动压力分析管内声源强度分布,利用Lighthill声比拟理论提取声源,进而通过声学有限元方法计算变径管内声场,并通过试验对... 为探究变径管内流噪声特性,采用大涡模拟(LES)耦合Smagorinsky亚格子模型对变径管内流场进行非定常数值模拟,结合脉动压力分析管内声源强度分布,利用Lighthill声比拟理论提取声源,进而通过声学有限元方法计算变径管内声场,并通过试验对比验证数值计算方法的可靠性。以总声压级(OSPL)作为优化评判标准,采用双曲线结构对变径管进行结构优化。结果表明:该计算方法能有效预测管道内流噪声,与试验结果的相对误差在3%以内;变径管内的压力脉动强度峰值集中于进口与出口变径处,其脉动压力均方根(Cp,RMS)最大值分别为0.086 3和0.083 1;变径处、出口及进口的总声压级依次为138.07 dB,135.48 dB,134.35 dB;双曲线结构显著降低了变径处的压力脉动及管内流动噪声,进口、变径处及出口的流噪声总声压级分别降低7.37%,8.85%和8.23%。研究为变径管的结构优化设计提供了理论参考。 展开更多

关键词 变径管 内流噪声 脉动压力 双曲线优化结构 降噪优化 计算声学

在线阅读 下载PDF 职称材料

固液两相流扬矿泵叶轮时序效应

5

作者 谈明高 蒋耀涵 +3 位作者 吴贤芳 刘厚林 马皓晨 吴登昊 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第3期1017-1029,共13页

为研究叶轮时序角度对扬矿泵内固液两相流动的影响,对两级扬矿泵全流场采用CFD-DEM法进行数值计算,并设计了0°、30°和60°三组叶轮时序方案,分析了叶轮时序效应对扬矿泵外特性、颗粒运动特性、颗粒速度分布、颗粒碰撞特... 为研究叶轮时序角度对扬矿泵内固液两相流动的影响,对两级扬矿泵全流场采用CFD-DEM法进行数值计算,并设计了0°、30°和60°三组叶轮时序方案,分析了叶轮时序效应对扬矿泵外特性、颗粒运动特性、颗粒速度分布、颗粒碰撞特性、磨损分布以及内流机理。结果表明:随着时序角度的增加,扬矿泵外特性最大增幅为1.7%,颗粒平均速度最大增幅为1.91%,颗粒速度的提升增强了颗粒的流动性,从而减缓了泵内颗粒的堵塞情况;时序角度的增加能够减少泵内颗粒的碰撞次数,总碰撞次数最大降幅为5.01%;改变时序角度,泵内总磨损最大降幅为6.45%,且叶轮叶片、导叶叶片和导叶前盖板的磨损量最大降幅分别为12.15%、8.08%和8.06%。通过综合分析不同时序角度下扬矿泵的内流性能,发现时序效应能够优化次级叶轮内颗粒体积分数分布,可降低部分流域的高颗粒体积分数区域面积,从而改善泵内流动条件。 展开更多

关键词 扬矿泵 固液两相流 时序效应 叶轮

在线阅读 下载PDF 职称材料

叶片数对无轴泵喷推进器空泡脉动辐射噪声的影响

6

作者 刘厚林 柳飞 +3 位作者 皮勤 王勇 刘遇谱 赵建林 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第12期1189-1195,1235,共8页

为了探究叶片数对无轴泵喷推进器空化诱导噪声的影响,基于球形空泡辐射理论,对不同叶片数下的无轴泵喷推进器内空泡体积脉动噪声进行求解计算,并基于试验结果验证了计算方法的准确性.结果表明:在相同空化数下,随着叶片数的增加,无轴泵... 为了探究叶片数对无轴泵喷推进器空化诱导噪声的影响,基于球形空泡辐射理论,对不同叶片数下的无轴泵喷推进器内空泡体积脉动噪声进行求解计算,并基于试验结果验证了计算方法的准确性.结果表明:在相同空化数下,随着叶片数的增加,无轴泵喷推进器内空化程度降低,空泡体积脉动噪声的总声压级呈现增大的趋势;随着空化数的减小,无轴泵喷推进器的空泡体积增大,空泡脉动噪声的总声压级增幅也逐渐增大,在空化数为4.07时,较5叶片推进器,7叶片总声压级增幅为14.03%.在空化数为6.77时,7叶片总声压级增幅为12.37%.研究表明,减小叶片数有助于减小无轴泵喷推进器空泡脉动辐射噪声. 展开更多

关键词 无轴泵喷推进器 空化 诱导噪声 叶片数 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

离心泵内气液两相流噪声特性研究

7

作者 谈明高 范翔 +1 位作者 刘厚林 吴贤芳 《华中科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期129-135,共7页

为探究离心泵在气液两相流工况下的内场噪声机理,采用计算流体力学(CFD)与声学仿真(CA)相结合的数值模拟方法,利用耦合MUSIG模型计算了离心泵设计工况下的内部气液两相流工况流场,并利用Proudman宽带声源模型对泵内声源强度进行分析,包... 为探究离心泵在气液两相流工况下的内场噪声机理,采用计算流体力学(CFD)与声学仿真(CA)相结合的数值模拟方法,利用耦合MUSIG模型计算了离心泵设计工况下的内部气液两相流工况流场,并利用Proudman宽带声源模型对泵内声源强度进行分析,包括气液两相流工况下的噪声特性以及进口含气率对内场噪声的影响规律.结果表明,主要噪声源来自不均匀气液两相流动及叶轮与隔舌的动静干涉.随着进口含气率增加,由不均匀流动引起的噪声源强度显著增强;进口含气率较小时泵内噪声主频集中于叶频附近.进口含气率的增加导致噪声能量逐步上升;蜗壳内各监测点总声压级与断面面积成反比关系,当进口含气率5%时,随着断面面积增大各监测点总声压级分别下降1.26%,1.28%,1.82%,2.02%;高声压级区域集中在隔舌附近的蜗壳螺旋段及叶轮出口区域,进口含气率增加会导致泵内总声压级上升. 展开更多

关键词 离心泵 气液两相流 进口含气率 内流噪声 动静干涉

原文传递

固液两相流扬矿泵内导叶时序效应

8

作者 吴贤芳 王美意 +3 位作者 刘厚林 谈明高 吴登昊 朱新月 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期2975-2983,共9页

为研究导叶时序效应对固液两相流扬矿泵的影响规律,以1台两级扬矿泵为研究对象,采用RANSDEM耦合法并结合Archard磨损模型,模拟了扬矿泵内粗颗粒固液两相流及其磨损特性,分析了0°、22.5°和45°这3种导叶时序对泵外特性曲... 为研究导叶时序效应对固液两相流扬矿泵的影响规律,以1台两级扬矿泵为研究对象,采用RANSDEM耦合法并结合Archard磨损模型,模拟了扬矿泵内粗颗粒固液两相流及其磨损特性,分析了0°、22.5°和45°这3种导叶时序对泵外特性曲线、颗粒速度分布、颗粒碰撞特性、壁面磨损和内流特性的影响规律。研究结果表明:在固液两相工况下,导叶时序对泵外特性未产生显著影响,3组时序方案下扬程和效率的最大波动幅度不超过0.47%;随着导叶时序角度增大,泵内高速颗粒数量增多,进而导致颗粒的平均过泵速度增大,最大涨幅为1.20%;增大导叶时序角度能够降低泵内颗粒碰撞总次数,最大降幅为3.17%;增大导叶时序角度,泵内壁面受到的总磨损量逐渐降低,最大降幅为2.30%,在次级泵段,次级叶轮叶片、次级导叶叶片和次级导叶前盖板受到的磨损降幅较明显,最大降幅分别为6.07%、7.19%和7.67%。增大导叶的时序角度能够减小次级叶轮叶片内低速颗粒的数量,优化次级导叶叶片内颗粒体积分数的分布结构,提升扬矿泵内颗粒的通过性能,降低泵内堵塞,减轻壁面磨损。 展开更多

关键词 扬矿泵 导叶时序 数值模拟 固液两相流 磨损

在线阅读 下载PDF 职称材料

集成电路芯片锡基微凸点电迁移:从物理本质到可靠性提升

9

作者 黄明亮 王胜博 +3 位作者 尤海潮 刘厚麟 任婧 黄斐斐 《金属学报》 北大核心 2025年第7期979-997,共19页

随着先进封装技术向微型化、高性能方向发展,集成电路芯片锡基微凸点的直径持续减小至微米尺度,通过单个凸点的电流密度随直径减小呈平方增加,其电迁移行为与机理研究对集成电路芯片互连可靠性评估与设计具有重要价值。本文归纳分析了... 随着先进封装技术向微型化、高性能方向发展,集成电路芯片锡基微凸点的直径持续减小至微米尺度,通过单个凸点的电流密度随直径减小呈平方增加,其电迁移行为与机理研究对集成电路芯片互连可靠性评估与设计具有重要价值。本文归纳分析了芯片互连微凸点(焊点)电迁移现象的物理本质、主要影响因素和研究方法;系统综述了微焊点固-固电迁移过程中的极性效应、反极性效应和两相分离等电迁移行为特征与液-固电迁移过程中原子迁移、相析出和相溶解等电迁移行为特征;梳理评价了电迁移寿命的评估模型及修正模型;最后阐明了微焊点电迁移可靠性提升的方法,并展望了集成电路芯片互连锡基微凸点电迁移未来的研究方向和可靠性分析方法。 展开更多

关键词 电子封装 芯片互连 锡基微凸点 电迁移 可靠性

原文传递

舰船用泵智能自动化测试系统设计与开发

10

作者 张宇航 刘厚林 +3 位作者 施卫华 李红钢 华如南 董亮 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第14期142-147,共6页

为了实现舰船用泵的高精度自动化性能测试,本文将泵测试技术与可编程控制器相结合,开发一款集数据采集、数据分析、数据处理、Excel报表生成、阀门自动控制等功能为一体的舰船用泵性能测试系统,具备电机空载试验、外特性试验、汽蚀试验... 为了实现舰船用泵的高精度自动化性能测试,本文将泵测试技术与可编程控制器相结合,开发一款集数据采集、数据分析、数据处理、Excel报表生成、阀门自动控制等功能为一体的舰船用泵性能测试系统,具备电机空载试验、外特性试验、汽蚀试验、数据处理分析与存储功能。通过将模糊理论与PID控制技术相结合,实现了全自动性能测试,解决了传统PID调节流量时稳定时间长、稳定误差大的问题。经过试验验证,测试系统的各项测试精度满足均1级标准,同时具有交互性能好、自动化程度高等特点。 展开更多

关键词 舰船用泵 测试系统 模糊PID 自动化测试

在线阅读 下载PDF 职称材料

气液两相条件下离心泵的内流特性试验研究

11

作者 陆虎 蒋玲林 +2 位作者 刘厚林 孙巧梅 张洁 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第22期61-67,共7页

为了探究气液两相条件下流型对离心泵出口压力脉动的影响规律,搭建离心泵气液两相流试验台,对比转速ns=78的离心泵进行了可视化试验,获得不同进口气体体积分数IGVF(Inlet Gas Volume Fraction)、不同清水流量下,模型泵的能量特性、出口... 为了探究气液两相条件下流型对离心泵出口压力脉动的影响规律,搭建离心泵气液两相流试验台,对比转速ns=78的离心泵进行了可视化试验,获得不同进口气体体积分数IGVF(Inlet Gas Volume Fraction)、不同清水流量下,模型泵的能量特性、出口压力脉动信号以及气液两相流型。研究结果表明,额定流量时,进口气体体积分数的增加导致模型泵内气泡的聚集和流型的演变,从泡状流逐步过渡到分离流;同时模型泵出口压力脉动呈现增强的趋势,叶轮转动频率(Axis Passing Frequency,APF)对应的压力脉动系数从IGVF=0.3%下的0.003 3上升至IGVF=4.5%下的0.007 4。IGVF=1.7%工况下,流量的增加使得气泡分布逐渐分散,流型由气囊流变为凝聚气泡流,泵出口压力脉动逐渐减弱,流动稳定性得到改善。在泡状流和凝聚气泡流阶段,泵的能量特性曲线斜率保持稳定,泵出口压力脉动的主频为叶片通过频率(Blade Passing Frequency,BPF);而在气囊流和分离流状态下,能量特性曲线斜率显著增加,主频转变为APF。结果可为离心泵运行状态的监测提供依据。 展开更多

关键词 离心泵 气液两相流 流型 压力脉动 可视化试验

在线阅读 下载PDF 职称材料

航空用圆弧泛摆内啮合齿轮泵性能数值分析

12

作者 柳飞 刘厚林 +2 位作者 王勇 吕立霖 蒋玲林 《西华大学学报(自然科学版)》 2025年第5期31-38,共8页

为研究航空用圆弧泛摆内啮合齿轮泵在油气混输条件下的输送性能,采用容积效率作为齿轮泵的性能指标,基于Pumplinx软件应用雷诺时均法k-ε湍流模型和VOF两相流模型进行数值模拟,分析油气两相条件下不同运行转速、端面间隙、转子级数以及... 为研究航空用圆弧泛摆内啮合齿轮泵在油气混输条件下的输送性能,采用容积效率作为齿轮泵的性能指标,基于Pumplinx软件应用雷诺时均法k-ε湍流模型和VOF两相流模型进行数值模拟,分析油气两相条件下不同运行转速、端面间隙、转子级数以及转子厚度对齿轮泵容积效率的影响。结果表明:在入口截面含油率较低时,齿轮泵的容积效率随着转速的增加先增大后降低,入口截面含油率较高时,容积效率随着转速的增加而降低,在含油率为70%时,容积效率下降的最大幅值为27.79%;不同入口截面含油率下,齿轮泵的容积效率随着端面间隙的增大而降低;在入口截面含油率较低时,齿轮泵的容积效率随着转子级数的增加呈负相关,在入口截面含油率较高时,齿轮泵的容积效率随着转子级数的增加呈正相关;不同的入口截面含油率下,齿轮泵的容积效率均随着转子厚度的增加而降低,下降的最大幅值为35.51%。 展开更多

关键词 齿轮泵 气液两相 圆弧泛摆 容积效率

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于双层低通滤波的城轨混合储能系统功率分配策略

13

作者 王怡 唐渊 +1 位作者 刘厚霖 王进雨 《湖南电力》 2025年第4期96-103,共8页

为克服传统低通滤波(low‑pass filter,LPF)功率分配策略在城市轨道交通混合储能系统(hybrid energy storage system,HESS)中造成的功率延时和功率循环问题,提出一种基于双层LPF的城轨HESS功率分配策略。第一层LPF通过去除功率波动中的... 为克服传统低通滤波(low‑pass filter,LPF)功率分配策略在城市轨道交通混合储能系统(hybrid energy storage system,HESS)中造成的功率延时和功率循环问题,提出一种基于双层LPF的城轨HESS功率分配策略。第一层LPF通过去除功率波动中的极端分量,防止牵引网受冲击;第二层通过LPF采用改进的二阶滤波传递函数,优化交接频率处的截止特性,消除一阶滤波器高频响应时的积分效应。相较于传统方法,双层滤波策略能够优化储能设备的功率输出,减少过冲和过放现象,延长电池寿命,提高系统的动态响应能力。仿真结果表明,所提策略能有效提高牵引网电压稳定性、节能率和响应速度,同时降低电池充放电深度,延长储能器件的使用寿命。 展开更多

关键词 城轨列车 混合储能系统 功率分配 双层滤波器 能量管理

在线阅读 下载PDF 职称材料

多工况下多级离心泵水动力噪声数值研究 被引量：6

14

作者 王凯 李钰 +2 位作者 刘厚林 夏晨 刘中纯 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期50-55,共6页

采用Lighthill声类比理论研究了多工况下五级导叶式离心泵由偶极子声源激励产生的水动力噪声。数值计算了五级离心泵内部瞬态流场,提取其全级数壁面偶极子声源,并采用直接边界元法计算泵内流体诱导噪声。对泵进行基于模态响应的振动计算... 采用Lighthill声类比理论研究了多工况下五级导叶式离心泵由偶极子声源激励产生的水动力噪声。数值计算了五级离心泵内部瞬态流场,提取其全级数壁面偶极子声源,并采用直接边界元法计算泵内流体诱导噪声。对泵进行基于模态响应的振动计算,并进行振动测试,经试验验证,多级离心泵内流动诱导振动噪声数值预测方法具有一定可行性。结果表明:随流量的增大,泵的进出口水动力噪声先升高后降低再升高,设计工况噪声水平最小;声压频率分布中BPF2及其特征频率上的噪声能量随流量的增大而增强,高频段的噪声能量明显增加;首级叶轮、后四级叶轮及正导叶的叶片数对泵内流噪声影响较大,而反导叶叶片数影响相对较小。研究结果可为低噪多级离心泵设计提供参考。 展开更多

关键词 多级离心泵 多工况 水动力噪声 叶片数 振动

在线阅读 下载PDF 职称材料

超低比转数离心泵的内部流动及非定常特性 被引量：5

15

作者 陈杰 王勇 +2 位作者 刘厚林 邵昌 张翔 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期377-383,共7页

为全面地研究超低比转数离心泵的内部流动和非定常特性,以一台比转数ns=25的超低比转数离心泵为研究对象,对其进行三维非定常数值计算,并与试验结果进行对比,进而对内部流场、叶轮上的径向力和蜗壳各断面的压力脉动进行分析.研究结果表... 为全面地研究超低比转数离心泵的内部流动和非定常特性,以一台比转数ns=25的超低比转数离心泵为研究对象,对其进行三维非定常数值计算,并与试验结果进行对比,进而对内部流场、叶轮上的径向力和蜗壳各断面的压力脉动进行分析.研究结果表明:在不同流量工况下,叶轮流道内存在数量不等、大小不一的旋涡;靠近隔舌的2个相邻流道内,在叶轮出口边工作面的位置存在高流速区域,随着流量的增大,此处高流速区域逐渐消失;在大流量工况下,低速区面积逐渐减小,旋涡区的范围和数量逐渐减少,叶轮内相对速度分布逐渐变均匀;叶轮上的径向力大小和方向时刻变化,呈现六角星型分布,径向力脉动的主要激励频率均为叶频及其整数倍频;蜗壳各断面内压力脉动峰值随着断面变化逐渐增大,蜗壳各断面内压力脉动的主要激励频率均为叶频及其整数倍频,说明叶轮出口与蜗壳的耦合作用是蜗壳内压力脉动的主要影响因素.研究结果可为超低比转数离心泵的水力优化设计和合理运行区间的选择提供一定参考. 展开更多

关键词 超低比转数离心泵 内流模拟 径向力 压力脉动

在线阅读 下载PDF 职称材料

复杂工况下深海采矿混输泵有限元分析 被引量：4

16

作者 王凯 陆钇霖 +4 位作者 刘厚林 程智明 管禹 邹丽 王磊 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期331-337,共7页

采用流固耦合及有限元方法对布放和混输等复杂工况下3级深海采矿混输泵进行强度计算,分析了泵内流场分布、转子部件应力应变及临界转速,并进行了500 m级深海采矿混输系统海上试验.结果表明:设计流量下,混输泵的计算扬程为124.30 m,相对... 采用流固耦合及有限元方法对布放和混输等复杂工况下3级深海采矿混输泵进行强度计算,分析了泵内流场分布、转子部件应力应变及临界转速,并进行了500 m级深海采矿混输系统海上试验.结果表明:设计流量下,混输泵的计算扬程为124.30 m,相对误差为0.27%;布放工况时,混输泵最大变形仅为0.36500 mm,最大应力为73.971 MPa;混输工况时,泵最大变形为0.31500 mm,最大应力为58.860 MPa;转子部件前3阶模态仅沿泵轴方向变形,并未发生扭曲,而后3阶模态呈“S”形扭曲变形;转子部件1阶固有频率对应临界转速为2476 r/min;海试布放过程中混输泵安全可靠,混输工况下泵稳定运行时长超过57 h,实现了2次24 h连续无故障运行,且矿石颗粒体积浓度达到11.7%. 展开更多

关键词 混输泵 深海采矿 布放 有限元分析 海上试验

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于CFD有压管道水锤特性 被引量：3

17

作者 王勇 熊伟 +4 位作者 丁志瑶 皮勤 袁霄 刘厚林 李明 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第11期1156-1162,共7页

为了进一步揭示管路系统在不同流动条件下的水力过渡过程,降低水锤危害,以简化的直管路系统为研究对象,采用数值模拟方法对其关阀水锤进行了研究.基于SST k-ω湍流模型对直管路系统具有连续水柱的水锤现象进行了三维CFD计算分析,同时采... 为了进一步揭示管路系统在不同流动条件下的水力过渡过程,降低水锤危害,以简化的直管路系统为研究对象,采用数值模拟方法对其关阀水锤进行了研究.基于SST k-ω湍流模型对直管路系统具有连续水柱的水锤现象进行了三维CFD计算分析,同时采用VOF多相流模型耦合Schnerr-Sauer空化模型对直管路系统伴有水柱分离的水锤现象进行了研究,得到了直管路系统在不同稳态初始流速和关阀方式下的瞬变流特性.研究结果表明:稳态初始流速较小时,不会产生水柱分离现象,稳态初始流速较大时,容易产生水柱分离现象;水锤波的传播大致可以分为4个阶段,水锤压力会在耗散作用下逐渐衰减,水柱弥合时会造成更大的水锤压力;稳态初始流速和关阀方式对水锤压力具有重大影响,水锤压力随着稳态初始流速的增大而增大,最大水锤压力与稳态初始流速近似呈线性关系,阀门“瞬间关闭”时水锤压力最大,“先慢后快”关闭时水锤压力最小.该研究对有压管道的水锤防护具有一定的指导作用. 展开更多

关键词 有压管道 水锤 数值模拟 UDF 水柱分离

在线阅读 下载PDF 职称材料

隔舌安放角对旋流泵内非稳态流动特性的影响 被引量：3

18

作者 谈明高 赵凯尧 +2 位作者 吴贤芳 刘厚林 马皓晨 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期47-53,共7页

为明确隔舌安放角对旋流泵性能及非定常流动特性的影响,该研究设计了不同隔舌安放角的蜗壳模型,基于Navier-Stokes方程和RNGk-?湍流模型对旋流泵进行了全流场数值模拟,并通过能量性能和压力脉动试验对数值模拟方法进行了验证。能量性能... 为明确隔舌安放角对旋流泵性能及非定常流动特性的影响,该研究设计了不同隔舌安放角的蜗壳模型,基于Navier-Stokes方程和RNGk-?湍流模型对旋流泵进行了全流场数值模拟,并通过能量性能和压力脉动试验对数值模拟方法进行了验证。能量性能预测结果表明,存在最优隔舌安放角使泵扬程和效率均达到极大值。流场分析结果表明,隔舌安放角对蜗壳隔舌及扩散段的流态具有较大的影响:较小的隔舌安放角会减小蜗壳喉部的过流面积,使无叶腔内流体的旋转运动受阻,致使循环流与隔舌的动静干涉作用增强;过大的隔舌安放角会造成扩散段产生大尺度的漩涡和回流。压力脉动分析表明,隔舌处压力脉动分布特征受安放角和测点位置共同影响:随隔舌安放角的增大,隔舌处的压力脉动先降低后增大,安放角由30°增大至45°时,2倍轴频(f_(n))的脉动最大降幅约47%,安放角继续增大至50°时,(0.25~0.5)f_(n)的低频脉动最大增幅约86%;随着测点与叶轮轴向距离增大,隔舌处的压力脉动逐渐减小,叶轮一侧的脉动幅值约为泵体进口一侧的2倍。涡量场分析表明:蜗壳隔舌处频率为2f_(n)的压力脉动由入口螺旋状入流发展扩散产生;隔舌处涡核分布的不对称性是导致蜗壳隔舌处压力分布不对称的原因。适当增大隔舌安放角能有效改善旋流泵隔舌处内流的稳定性,并一定程度提升旋流泵扬程和效率。综合各项性能表明该模型泵隔舌安放角45°时性能最优。研究结果可为旋流泵优化设计提供理论参考。 展开更多

关键词 数值分析 涡流 非稳态流动 压力分布 旋流泵 隔舌安放角

在线阅读 下载PDF 职称材料

叶片数对倒伞曝气机曝气性能影响试验研究 被引量：3

19

作者 刘厚林 尚欢欢 +4 位作者 唐晓晨 张兴 董亮 郭瑾楠 汪文生 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期922-927,共6页

为了研究各不同状态下叶片数对倒伞曝气机曝气性能的影响,制作了叶片数分别为6枚和8枚的2个倒伞曝气机叶轮,进行了溶解氧试验来研究倒伞曝气机的曝气性能.通过改变曝气池液位高度及倒伞曝气机浸没深度,研究了不同叶片数下,标准氧总转移... 为了研究各不同状态下叶片数对倒伞曝气机曝气性能的影响,制作了叶片数分别为6枚和8枚的2个倒伞曝气机叶轮,进行了溶解氧试验来研究倒伞曝气机的曝气性能.通过改变曝气池液位高度及倒伞曝气机浸没深度,研究了不同叶片数下,标准氧总转移系数、标准充氧能力和标准动力效率的变化规律.结果表明:在同一转速下,8叶片倒伞曝气机的标准氧总转移系数和标准充氧能力明显高于6叶片的.倒伞曝气机的叶片增加,叶轮的抛洒强度增加,液体与空气的接触面积增大,氧传质效率得到有效提高.同时,靠近自由液面的液体波动加大,使液体与气泡间的相互作用更加剧烈,增大了湍动传质的能力.但是增加叶片数会使得消耗的功率增加,故相同转速下不同叶片数的倒伞曝气机的标准动力效率差别较小.研究为倒伞曝气机的经济运行提供参考. 展开更多

关键词 倒伞曝气机 叶片数 标准氧总转移系数 标准充氧能力 标准动力效率

在线阅读 下载PDF 职称材料

光照强度对光伏抽水灌溉系统性能的影响 被引量：3

20

作者 谈明高 云天平 +2 位作者 吴贤芳 刘厚林 马皓晨 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期175-180,共6页

为掌握光照变化对无蓄电池光伏灌溉系统运行特性的影响,搭建光伏灌溉系统开式试验台,试验测量了不同光照强度下的系统性能.试验结果表明:较低光照强度下喷头工作压力、射程随光照强度增大而增大,较高光照强度下随光照强度上下波动,射程... 为掌握光照变化对无蓄电池光伏灌溉系统运行特性的影响,搭建光伏灌溉系统开式试验台,试验测量了不同光照强度下的系统性能.试验结果表明:较低光照强度下喷头工作压力、射程随光照强度增大而增大,较高光照强度下随光照强度上下波动,射程变化趋势与工作压力变化趋势一致,但旋转周期变化趋势与工作压力呈相反规律;喷头工作压力变化趋势与光伏水泵出口压力、光伏组件输出功率变化趋势一致;光照强度1000 W/m^(2)附近系统运行参数达到阈值,喷头射程与工作压力最大值分别为9.8 m和0.44 MPa,水泵流量与出口压力最大值分别为1.68 m^(3)/h和0.45 MPa;未达到阈值前,影响水泵与喷头运行的主要因素是光照强度,运行参数变化幅度较大,达到阈值后影响因素主要为光照强度和温度,运行参数变化幅度较小;较低光照强度下,组合平均喷灌强度随着光照强度增大而增大;较高光照强度下,组合平均喷灌强度随着光照强度上下变化,与光伏组件输出功率的变化趋势一致;随着光照强度增大,喷头喷灌均匀系数和分布均匀系数逐渐趋近最高值,喷灌均匀系数最高达到88%. 展开更多

关键词 光伏抽水灌溉 光照强度 喷头 泵 光伏组件

在线阅读 下载PDF 职称材料