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振动混合器内上浮颗粒悬浮特性数值模拟 被引量：1
1
作者 李良超 赵国柱 +2 位作者 马国鹭 张磊 徐斌 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第2期147-154,162,共9页
对振动混合器内颗粒悬浮特性的深入了解,可为该类混合器的结构设计和优化提供依据.借助计算流体力学技术(computational fluid dynamics,CFD),应用欧拉-欧拉双流体模型对上浮颗粒在振动混合器内的悬浮特性进行了数值模拟研究.振动盘的... 对振动混合器内颗粒悬浮特性的深入了解,可为该类混合器的结构设计和优化提供依据.借助计算流体力学技术(computational fluid dynamics,CFD),应用欧拉-欧拉双流体模型对上浮颗粒在振动混合器内的悬浮特性进行了数值模拟研究.振动盘的往复运动采用动网格技术进行处理.通过模拟得到了混合器内的流场和颗粒的动态悬浮特性,并将模拟结果与文献试验数据对比验证模型准确性.结果表明,振动混合器内流场的典型特征为在振动盘的上方和下方各形成一循环涡流,涡流强弱随振动盘往复运动周期变化,但涡流方向保持不变,颗粒在混合器内悬浮分别经历均匀性快速变好、略微变好和动态稳定悬浮3个阶段.提高频率和增大振幅均可以使颗粒更快达到稳定悬浮,且悬浮的均匀性更好,但增大振幅会使悬浮的均匀波动性有所变大.增大固含量可使颗粒悬浮的均匀性增加,波动性减小. 展开更多
关键词 振动混合器 上浮颗粒 固液悬浮 两相流动 数值模拟
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不同叶顶间隙下进口含气率对混输泵做功性能的影响 被引量：2
2
作者 肖业祥 刘洁 +2 位作者 李海军 陶思佳 史广泰 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第3期217-223,共7页
为研究不同叶顶间隙下进口含气率对多相混输泵流道内能量转换规律的影响,应用ANSYS CFX软件对多相混输泵内气液两相流动进行数值模拟,并分析混输泵内动扬程、静扬程、功率变化以及各截面能量密度的分布规律,揭示同时考虑叶顶间隙和含气... 为研究不同叶顶间隙下进口含气率对多相混输泵流道内能量转换规律的影响,应用ANSYS CFX软件对多相混输泵内气液两相流动进行数值模拟,并分析混输泵内动扬程、静扬程、功率变化以及各截面能量密度的分布规律,揭示同时考虑叶顶间隙和含气率下多相混输泵内的能量转换特性.研究结果表明:叶顶间隙的增大对混输泵叶轮做功性能影响极大,当轴向系数为0.4时,混输泵在叶顶间隙为1.0,1.5 mm下分别呈现出动扬程极大值约为5,6 m;含气率的增大使得叶轮后半段静扬程逐渐减小,叶轮增压性能降低,其中在叶轮出口静扬程降低最明显,最大下降幅度高达10.02%;随着含气率的增大,叶轮流道内的静功率和总功率均有一定提升,叶顶间隙及含气率的增大都使得流道中部功率密度较大的区域面积产生明显的增大.研究结果可为精确预测混输泵的做功性能提供一定参考. 展开更多
关键词 多相混输泵 叶顶间隙 进口含气率 做功性能 扬程
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混杂纤维风积沙混凝土抗冻性研究及寿命预测 被引量：2
3
作者 李昊 周一 +3 位作者 张园 郭皓隆 郭汝阳 韩秋硕 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第3期275-283,共9页
为探究内蒙古盐碱区建构筑物遭受冻融循环的侵蚀特点,以风积沙混凝土(ASC)作为基准组,以复掺一定比例碳酸钙晶须和聚丙烯纤维的风积沙混凝土(HF4)作为试验组,采用不同质量浓度的氯盐溶液作为侵蚀溶液,利用快冻法模拟野外服役环境,借助... 为探究内蒙古盐碱区建构筑物遭受冻融循环的侵蚀特点,以风积沙混凝土(ASC)作为基准组,以复掺一定比例碳酸钙晶须和聚丙烯纤维的风积沙混凝土(HF4)作为试验组,采用不同质量浓度的氯盐溶液作为侵蚀溶液,利用快冻法模拟野外服役环境,借助扫描电子显微镜(SEM)对冻融后试件的微观形貌进行观测,运用核磁共振(NMR)探究孔隙结构变化,最后采用Weibull函数建立耐久性退化模型预测试件寿命.结果表明:随着冻融循环的持续进行,混凝土表面浆体逐渐剥落,质量和相对动弹性模量损失严重,无害孔和少害孔演变为有害孔和多害孔,加速混凝土的冻胀破坏.混掺纤维有助于改善混凝土内部微观结构,显著提高ASC抗冻性.通过Weibull函数建立混凝土在冻融作用下寿命预测模型,计算得出HF4在同种环境下安全服役期较ASC最大可提高36.8%. 展开更多
关键词 碳酸钙晶须 聚丙烯纤维 风积沙混凝土 冻融循环 Weibull函数
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矿浆输送中隔膜泵动态特性及阀滞后性 被引量：2
4
作者 韩世昌 申哲 +1 位作者 李妍 解天华 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第6期558-564,共7页
为了分析隔膜泵的动态特性,在矿浆管道输送背景下,以GEHO TZPM 1600隔膜泵为研究对象,建立了隔膜泵机械-液压联合仿真模型,并分析了不同转速对隔膜泵动态特性的影响.同时,针对曲柄转速、曲柄长度和泵入口压力等参数对吸、排液阀启闭滞... 为了分析隔膜泵的动态特性,在矿浆管道输送背景下,以GEHO TZPM 1600隔膜泵为研究对象,建立了隔膜泵机械-液压联合仿真模型,并分析了不同转速对隔膜泵动态特性的影响.同时,针对曲柄转速、曲柄长度和泵入口压力等参数对吸、排液阀启闭滞后时间进行了分析.分析表明,排液阀动态特性受曲柄转速变化的影响更大,曲柄转速从10 r/min增加到30 r/min时,排液阀开启速度最大增加了9.449 m/s,关闭速度最大增加了0.945 m/s,阀口流量脉冲增加的最大值为17220.0 L/min,回流流量增加的最大值为1071.5 L/min.吸、排液阀启闭滞后时间主要与曲柄转速、曲柄长度和泵入口压力有关.吸液阀开启滞后时间受转速影响更大,增加转速后开启滞后时间降低了0.117 s,关闭滞后时间更易受曲柄长度和泵入口压力的影响,随曲柄长度增加滞后时间增加了0.261 s.曲柄转速、曲柄长度、泵入口压力改变主要影响排液阀开启滞后时间.研究结果为矿浆输送中隔膜泵的技术改进提供了方向. 展开更多
关键词 矿浆输送 隔膜泵 联合仿真 动态特性 滞后时间
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基于层次分析法和熵权法的微灌过滤器模糊综合评价 被引量：2
5
作者 仵峰 高兴杰 +3 位作者 宰松梅 刘伟业 黄静 聂敏敏 《节水灌溉》 北大核心 2025年第3期77-83,共7页
为了综合评价微灌过滤器的性能并实现优选,提出了一种基于层次分析法-熵权法的微灌过滤器模糊综合评价模型。从过滤器的额定性能、工作性能、过滤水质性能和价格4个层面选取了11个评价指标,构建了分层次的评价指标体系。分别采用层次分... 为了综合评价微灌过滤器的性能并实现优选,提出了一种基于层次分析法-熵权法的微灌过滤器模糊综合评价模型。从过滤器的额定性能、工作性能、过滤水质性能和价格4个层面选取了11个评价指标,构建了分层次的评价指标体系。分别采用层次分析法和熵权法,以主、客观组合赋权的方式确定指标权重,运用模糊综合评价法,得到各种微灌过滤器的评级。以4种常见的单体微灌过滤器和2种组合过滤器为例,运用构建的模型进行综合评价。结果表明,在常见灌溉水质与过滤流量20m^(3)/h工况条件下,砂石过滤器的评价结果为“较差”,离心过滤器的评价结果为“一般”,网式过滤器的评价结果为“一般”,叠片过滤器的评价结果为“较好”,砂石+网式组合过滤器的评价结果为“较好”,离心+网式组合过滤器的评价结果为“较好”。基于层次分析法和熵权法相结合确定权重的微灌过滤器模糊综合评价模型,综合考虑过滤器4个层面的性能进行评价,相较于单一根据经验或流量来选型,评价结果更客观合理,可为微灌过滤器的选型提供科学指导。 展开更多
关键词 微灌过滤器 层次分析法 熵权法 模糊综合评价
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串列叶片结构对离心泵空化性能的影响 被引量：1
6
作者 赵伟国 杨良 +1 位作者 李家豪 石晓亮 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第1期1-8,共8页
为改善低比转数离心泵的空化性能,设计了一种串列叶片结构的叶轮模型,采用修正的SST k-ω湍流模型和Z-G-B空化模型对离心泵进行瞬态的数值分析,并通过外特性试验和空化试验对算法进行验证,通过对比原模型与串列叶片叶轮模型的外特性与... 为改善低比转数离心泵的空化性能,设计了一种串列叶片结构的叶轮模型,采用修正的SST k-ω湍流模型和Z-G-B空化模型对离心泵进行瞬态的数值分析,并通过外特性试验和空化试验对算法进行验证,通过对比原模型与串列叶片叶轮模型的外特性与空化特性以及叶轮内的流场结构、压力分布、湍动能分布、空泡体积和压力脉动情况,分析串列叶片结构对离心泵空化性能的影响.结果表明:串列叶片结构对离心泵的外特性影响较小,但在空化发展和严重阶段抑制了空泡的产生,改善了泵的空化性能;同时抑制了空化初生阶段的高湍动能区域的扩张,削弱了空化发展和严重阶段叶轮出口湍动能强度,减少了旋转叶轮周围形成的低压区;降低了空化发展和严重阶段时蜗壳隔舌处的压力脉动主频幅值,对空化诱导产生的噪声和喘振起到抑制作用,可使泵的运行更加稳定. 展开更多
关键词 低比转数离心泵 串列叶片 空化抑制 数值模拟
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面向CFD计算的离心泵蜗壳模型优化方法
7
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
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端面粗糙度对高温密封润滑膜汽化特性的影响
8
作者 陈汇龙 刘瑞睿 +3 位作者 史迪超 付燕霞 赵斌娟 杨敬江 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第9期890-897,913,共9页
以螺旋浅槽高温液体动压型机械密封为研究对象,基于自相关函数法,建立符合高斯分布的密封端面随机粗糙表面模型和汽液两相流计算模型,模拟分析端面不同部位处粗糙度对润滑膜汽化特性与密封性能的影响规律.结果表明:端面粗糙时润滑膜汽... 以螺旋浅槽高温液体动压型机械密封为研究对象,基于自相关函数法,建立符合高斯分布的密封端面随机粗糙表面模型和汽液两相流计算模型,模拟分析端面不同部位处粗糙度对润滑膜汽化特性与密封性能的影响规律.结果表明:端面粗糙时润滑膜汽化区域主要集中在槽堰区,且以螺旋槽内槽区汽化程度最高;端面粗糙度使润滑膜平均汽相体积分数的等值边界线出现不规则波浪状,且随粗糙度增大而更明显;润滑膜平均汽相体积分数均随端面粗糙度的增大而减小,开启力随端面粗糙度的增大而增大,密封间隙泄漏量随端面粗糙度的增大而减小;各部位粗糙度对密封润滑膜汽化特性及密封性能的影响在全端面粗糙时呈现出叠加效应;不同部位单位粗糙度对润滑膜汽化特性及密封性能的影响从大到小的顺序为动环非槽区粗糙、静环端面粗糙、动环槽区粗糙. 展开更多
关键词 动压型机械密封 表面粗糙度 高温 汽液两相流 数值模拟
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核主泵水力优化设计研究现状与技术发展综述
9
作者 龙云 陈华铮 +2 位作者 朱荣生 袁寿其 付强 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第9期865-872,共8页
结合国际核电发展新形势和中国核电技术发展与战略布局,围绕核主泵的发展历程开展论述,以中国独立自主三代核电技术“华龙一号”HPR1000和“国和一号”CAP1400为例介绍了世界先进核电技术和关键设备核主泵的技术发展现状,重点针对核主... 结合国际核电发展新形势和中国核电技术发展与战略布局,围绕核主泵的发展历程开展论述,以中国独立自主三代核电技术“华龙一号”HPR1000和“国和一号”CAP1400为例介绍了世界先进核电技术和关键设备核主泵的技术发展现状,重点针对核主泵的水力优化设计和安全性开展论述.介绍了国内外核主泵先进的水力优化设计,分析了核主泵特殊结构导致的内部复杂流动、压力脉动、涡结构的产生和控制,以及空化等不良流动现象的成因,并针对性地总结水力部件的优化设计方法.核主泵是核岛内唯一高速旋转机械,也是核安全一级设备,核主泵能否正常运转直接关乎整个核电站的安全,核主泵的完全国产化研发是困扰中国核电发展的“卡脖子”难题.因此深入研究核主泵复杂内部流动,掌握具有自主知识产权的核主泵水力优化设计方法,对中国核电技术的发展具有重要意义. 展开更多
关键词 核主泵 水力优化设计 压力脉动 内部流动 空化
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基于VOF模型的真空引水罐内流动特性
10
作者 王欢 赵睿杰 +2 位作者 李红 杨帆 潘绪伟 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第1期74-79,共6页
为解决真空引水罐出口气体流出问题,探究罐内气液两相流动机理,基于RNG k-ε湍流模型和VOF模型对真空引水罐进行计算,对不同初始状态下真空引水罐内的气液两相交界面形态、出口管气体流出量以及出口管内流动状态进行分析,讨论了真空引... 为解决真空引水罐出口气体流出问题,探究罐内气液两相流动机理,基于RNG k-ε湍流模型和VOF模型对真空引水罐进行计算,对不同初始状态下真空引水罐内的气液两相交界面形态、出口管气体流出量以及出口管内流动状态进行分析,讨论了真空引水罐内初始状态对罐内流场的影响,总结了罐内水位对内部流场及出口管的作用关系.结果显示:当初始水位远高于进水管时会大幅优化真空引水罐内流场;与原初始水位相比,罐内气液两相交界面的交互作用减少;气体流出量体积分数峰值从最初的6.916%降至0.106%,平均值从3.442%降至0.027%;出口管流态得到明显改善,顶部低压区域减少.研究结果表明初始水位的变化会影响真空引水罐内流场特性、气体流出量及出口管流态,为深入认识真空引水罐内部流动及真空引水罐的设计提供了数据支撑. 展开更多
关键词 引水罐 流体体积模型 罐内水位 罐内流场 出口流态
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轴流泵复杂空化流动研究进展与展望
11
作者 张德胜 唐睿 +2 位作者 叶晓琰 沈熙 常丞欣 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第8期757-771,共15页
轴流泵在诸多领域应用广泛,其内部复杂空化流动对泵的性能、稳定性及寿命影响显著.文中从试验研究与数值计算2个方面回顾了轴流泵内复杂空化流动的研究进展.在试验研究中,主要介绍了高速摄影试验、激光多普勒测速等试验方法取得的进展;... 轴流泵在诸多领域应用广泛,其内部复杂空化流动对泵的性能、稳定性及寿命影响显著.文中从试验研究与数值计算2个方面回顾了轴流泵内复杂空化流动的研究进展.在试验研究中,主要介绍了高速摄影试验、激光多普勒测速等试验方法取得的进展;在数值计算中,针对多种空化、湍流模型予以详尽列举与阐述,剖析数值模拟方法的应用现状与发展脉络.综合试验和数值模拟的研究工作,围绕轴流泵内复杂空化流动,如附着片状空化、叶顶泄漏涡空化、垂直空化涡等现象,对其各自的初生、发展和溃灭过程进行了阐述,重点梳理了不同空化数、不同流量工况下,叶顶泄漏涡及其诱导的非定常空化流动特性、垂直空化涡诱导流场失稳的机理.最后,基于轴流泵内的复杂空化流动已有的相关研究成果,对未来研究进行了探讨与展望. 展开更多
关键词 轴流泵 空化流动 试验研究 数值计算 非定常特性
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基于SVR-HDMR模型的权重系数对潜水泵叶轮优化设计的影响
12
作者 张金凤 刘佳 +2 位作者 俞鑫厚 李贵东 张文佳 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第8期779-785,共7页
为研究高维混合模型在潜水泵叶轮优化设计中的适配性及权重系数对叶轮优化设计的影响,以比转数为87的某型潜水泵为研究对象,基于构建的SVR-HDMR模型和遗传算法进行多目标优化,分析了不同扬程和效率的权重系数对泵内流特性和叶轮出口速... 为研究高维混合模型在潜水泵叶轮优化设计中的适配性及权重系数对叶轮优化设计的影响,以比转数为87的某型潜水泵为研究对象,基于构建的SVR-HDMR模型和遗传算法进行多目标优化,分析了不同扬程和效率的权重系数对泵内流特性和叶轮出口速度的影响,并对计算结果进行试验验证,试验与计算的误差在5%左右.结果表明:3种优化方案均能提升泵性能,其中扬程和效率权重系数均为0.5的方案效果最优,可使泵内流动损失显著降低,有效改善流场紊乱程度,同时提高叶轮出口绝对速度周向分量并降低湍动能,最终实现扬程提升1.20 m、效率提高1.80%的优化效果.研究结果对导叶式离心泵设计具有重要参考价值. 展开更多
关键词 潜水泵 数值模拟 多目标优化 高维混合模型 模型试验
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基于准稳态过程的混流泵启动性能优化
13
作者 李伟 杨毅 +2 位作者 李硕 刘明江 齐寒东 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第1期31-37,52,共8页
在ANSYS Workbench的基础上结合OptiSLang优化设计软件,对混流泵启动过程进行优化.利用准稳态理论和全流域模型计算数据,建立了混流泵准稳态启动过程的水力性能响应面替代模型.通过NSGA遗传算法优化内部流动状态,降低启动过程中的涡致... 在ANSYS Workbench的基础上结合OptiSLang优化设计软件,对混流泵启动过程进行优化.利用准稳态理论和全流域模型计算数据,建立了混流泵准稳态启动过程的水力性能响应面替代模型.通过NSGA遗传算法优化内部流动状态,降低启动过程中的涡致能量损失,从而提升混流泵的水力性能.将原始混流泵与优化后混流泵的外特性、叶片压力分布进行对比,并分析混流泵内部涡结构,验证了所提出的准稳态启动过程水力性能优化方案的可行性.研究结果表明:叶片进口安放角α1,α4,α5,叶片出口安放角β1,β2,β3,β4,β5,叶片包角φ和叶片厚度系数θ对混流泵加权平均扬程和加权平均效率的影响程度较大;对比不同启动时刻下混流泵的叶片压力分布,发现该方法能够有效提升混流泵启动中后期的瞬态扬程和启动中期的水力效率. 展开更多
关键词 混流泵 启动过程 响应面模型 NSGA遗传算法 数值计算
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叶顶间隙对半开式卫生型离心泵能量损失的影响
14
作者 裴吉 王振涵 +3 位作者 陈佳 高晓飞 韩沛 王文杰 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第5期433-440,共8页
为研究半开式卫生型离心泵在不同叶顶间隙下的能量特性,采用非定常数值模拟方法,通过外特性试验验证数值模拟方法的正确性,基于熵产理论对不同叶顶间隙下半开式离心泵的能量损失进行定性和定量分析,并讨论离心泵内能量损失产生的原因.... 为研究半开式卫生型离心泵在不同叶顶间隙下的能量特性,采用非定常数值模拟方法,通过外特性试验验证数值模拟方法的正确性,基于熵产理论对不同叶顶间隙下半开式离心泵的能量损失进行定性和定量分析,并讨论离心泵内能量损失产生的原因.结果表明:随着叶顶间隙的增大,泵内流动损失增大,进而导致泵外特性呈下降趋势;在较大间隙下,叶片工作面高压流体通过叶顶间隙流向叶片背面产生大量泄漏流,并与主流相互耦合形成泄漏涡,泄漏涡强度随间隙增大而变大,从而产生更大的能量损失;不同间隙下,泵内能量损失分布特征总体相似,各过流部件对应的总熵产由大到小依次为蜗壳、叶顶间隙、叶轮和进口管道,蜗壳能量损失最大,这主要是由转子与蜗壳强烈的交互耦合作用所致.研究结果可为半开式卫生型离心泵的性能改善提供一定理论支撑. 展开更多
关键词 离心泵 半开式叶轮 叶顶间隙 熵产理论 能量损失
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方形微孔的容积交变空化抛光方法
15
作者 李富柱 申坤伦 +4 位作者 王匀 张博 许江琦 胡龙飞 郭玉琴 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第6期628-634,648,共8页
针对结构稳定、流阻低、便于安装的方形微孔内表面抛光技术难题,提出了容积交变空化方形微孔内表面抛光的新方法,并以电火花加工的Al 1060方形微孔为研究对象,运用仿真与试验相结合的手段,构建了容积交变空泡溃灭数学模型,系统研究了时... 针对结构稳定、流阻低、便于安装的方形微孔内表面抛光技术难题,提出了容积交变空化方形微孔内表面抛光的新方法,并以电火花加工的Al 1060方形微孔为研究对象,运用仿真与试验相结合的手段,构建了容积交变空泡溃灭数学模型,系统研究了时间、频率和容积交变量等工艺参数对方形微孔空化流场及表面粗糙度的影响.结果显示,方形微孔内的容积交变空化流场含气率、湍流强度呈现周期性变化,且随频率、容积变化量的增加而不断增大;方形微孔内表面粗糙度随加工时间、频率、容积变化量的增加而不断降低,当加工时间为15.0 h、频率为70 Hz、容积变化量为20 mm时,方形微孔内表面的突起被有效去除,表面粗糙度Ra由2.356μm下降至0.767μm,粗糙度降低率达到了67%.结果表明,文中提出的容积交变空化发生方法通过动态调整含气率与湍流强度的方式,实现了对电火花加工表面微突起的有效去除,解决了传统空化抛光在方形微孔内抛光效果差的难题. 展开更多
关键词 方形微孔 容积交变 空化 抛光 表面粗糙度
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基于WEAP模型的丰乐河灌区渠系配水优化
16
作者 邓建伟 张新民 +1 位作者 李昂 降亚楠 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第5期505-514,共10页
以甘肃省酒泉市丰乐河灌区为研究区域,在选取典型水文年、概化灌区配水工程、精细识别灌区种植结构和确定不同渠道灌溉控制面积作物需水量的基础之上,以灌溉需水缺水量最小为目标函数,构建了基于WEAP模型的精细时空尺度灌区渠系配水优... 以甘肃省酒泉市丰乐河灌区为研究区域,在选取典型水文年、概化灌区配水工程、精细识别灌区种植结构和确定不同渠道灌溉控制面积作物需水量的基础之上,以灌溉需水缺水量最小为目标函数,构建了基于WEAP模型的精细时空尺度灌区渠系配水优化模型.在考虑了作物空间分布和各生育期需水的基础上,选取并对比了6种不同的渠道配水优先次序方案下灌区的配水过程以及产生的灌溉效益.研究结果表明:在极端干旱的典型水文年,灌区渠系经验配水方式与作物实际需水不匹配的问题十分突出,会造成配水次序靠后区域的作物减产;在保障河道内生态流量的前提下,给偏好作物优先配水的配水次序与对应作物需水的耦合度更高,配水结果更合理;考虑优先供给灌区玉米种植区域的配水次序方案能在保证灌区灌溉效益公平性的同时获取更高的作物产量和经济效益,产量高出其他方案均值的6.9%,经济效益高出其他方案均值的10.5%;考虑优先次序相同的方案渠道缺水率的偏差仅为0.067,优于灌区习惯配水单年次序的0.163和双年次序的0.164.研究结果为提高灌区水资源利用效率和效益等提供重要技术依据. 展开更多
关键词 渠系优化配水 WEAP模型 种植结构 配水优先级
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耦合风速测量的风力机时空尾流重构
17
作者 王龙滟 陈梦 袁建平 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第3期260-267,共8页
为了测量风力机动态尾流详细流场信息,提出了一种物理信息深度学习方法来解决这一困境,该方法通过结合少量稀疏的激光雷达测量和流体动力学方程(Navier-Stokes方程组)来实现动态尾流的时空重构.具体而言,神经网络中嵌入流体动力学方程... 为了测量风力机动态尾流详细流场信息,提出了一种物理信息深度学习方法来解决这一困境,该方法通过结合少量稀疏的激光雷达测量和流体动力学方程(Navier-Stokes方程组)来实现动态尾流的时空重构.具体而言,神经网络中嵌入流体动力学方程组来约束输出的物理量,包括顺风速度、侧风速度和压强,保证输出的可解释性和合理性.以偏航过程中的动态尾流为案例,仅提供少量尾流内部测量数据作为训练集,完成了局部动态尾流的时空重构.该方法成功捕捉偏航过程中尾流动态变化的趋势,准确地预测尾流轨迹和偏转量.在全局尾流的时空重构中,所提出方法完整还原真实流场的流动演变过程,这项技术在风电场智能控制方面具有巨大的潜力. 展开更多
关键词 水平轴风力机 动态尾流 离散测量 深度学习 时空重构
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基于集成因子优选算法的面板堆石坝变形预测模型
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作者 郑好 李登华 丁勇 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第2期178-186,共9页
面板堆石坝变形主要受外部荷载和内部材料蠕变影响,而影响因子过多会造成特征冗余,引起预测精度过拟合问题;因子过少导致信息表达不全,造成预测效果差,模型泛化能力不足等问题.因此构建涵盖面广,可解释性强的因子集并从中优选格外重要.... 面板堆石坝变形主要受外部荷载和内部材料蠕变影响,而影响因子过多会造成特征冗余,引起预测精度过拟合问题;因子过少导致信息表达不全,造成预测效果差,模型泛化能力不足等问题.因此构建涵盖面广,可解释性强的因子集并从中优选格外重要.针对上述问题,文中提出基于集成因子优选算法的面板堆石坝变形预测模型,使用ReliefF与沙普利加性解释(SHAP)算法通过权重集成获得因子贡献值排序,再分析因子累计贡献率差量阈值剔除非关键因子,获得关键因子.以新疆某混凝土面板堆石坝为例,以特征缩减率FRR、归一化平均绝对百分比误差nMAPE、平均绝对误差MAE、均方误差MSE以及决定系数R^(2)为评价指标,试验结果表明文中提出的算法面对不同的预测模型都可准确地获得最佳因子,有效地提升了预测精度.相对于传统因子优选算法适应性更强,预测能力提升最显著,解决了影响因子冗余或者欠缺带来的预测能力较低的问题,提高了模型的泛化能力,为大坝安全监测研究提供了行之有效的因子优选方法. 展开更多
关键词 大坝安全监测 因子优选 SHAP理论 贡献度排序
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GFRP材料对微水头水车叶片结构性能的影响
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作者 陈小翠 崔煜崑 +1 位作者 郑源 米渊 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第3期308-315,共8页
在单向流固耦合的理论基础上,通过模拟叶片在不同旋转角度下所承受的流体压力,将得出的流体压力数据作为结构分析的边界条件,输入到有限元分析模型进行分析.考虑环氧S玻璃纤维和环氧E玻璃纤维的复合材料,将两种复合材料进行水车叶片结... 在单向流固耦合的理论基础上,通过模拟叶片在不同旋转角度下所承受的流体压力,将得出的流体压力数据作为结构分析的边界条件,输入到有限元分析模型进行分析.考虑环氧S玻璃纤维和环氧E玻璃纤维的复合材料,将两种复合材料进行水车叶片结构设计,探究复合材料中不同铺层角度对水车力学性能的影响,以得出最佳铺层方案,并将复合材料叶片的结构分析结果与实体结构叶片的结果进行对比.结果表明,应用环氧E玻璃纤维材料并采用铺层角度θ为15°的铺层方案对微水头水车叶片结构性能的改善最显著;在相同工况下相比于实体钢叶片,复合材料叶片的最大变形量比结构钢叶片减少了53.4%,有效缓解了应力集中的现象,同时,复合材料叶片的质量也大幅减轻,达到了80.7%的减重效果,为微水头水车叶片的安全稳定运行提供了理论依据. 展开更多
关键词 微水头水车 叶片 玻璃纤维增强材料 复合材料 铺层角度 力学性能
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叶轮形式对旋喷泵水力特性的影响
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作者 赵万勇 胡嘉俊 +1 位作者 王东伟 刘来 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第4期325-332,共8页
为了研究叶轮形式对旋喷泵性能的影响,以XP300-3型旋喷泵为研究对象,基于RNG k-ε模型对闭式、半开式、全开式3种形式叶轮进行定常与非定常数值模拟,研究分析不同叶轮形式对旋喷泵内、外特性以及动力学性能的影响.研究结果表明:闭式叶... 为了研究叶轮形式对旋喷泵性能的影响,以XP300-3型旋喷泵为研究对象,基于RNG k-ε模型对闭式、半开式、全开式3种形式叶轮进行定常与非定常数值模拟,研究分析不同叶轮形式对旋喷泵内、外特性以及动力学性能的影响.研究结果表明:闭式叶轮的扬程比其余2种叶轮高约11%,而全开式与半开式叶轮的扬程相近;从内部流场压力分布看,闭式叶轮高压区相比其余2种叶轮更广,其静压占比也更高;从内部流体湍动能分布来看,半开式与全开式叶轮在集流管壁面附近区域湍动能要明显高于闭式叶轮;而通过非定常计算观察3种叶轮发现,半开式叶轮运行稳定性较差,闭式与全开式叶轮均具有较好的运行稳定性.研究结果可为旋喷泵叶轮设计及水力优化提供一定参考. 展开更多
关键词 旋喷泵 叶轮 数值模拟 流场分析 结构优化
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