一、离心泵三元扭曲叶片设计的研究（论文文献综述）
王金旋[1]（2021）在《旋喷泵旋腔内流场特性及叶轮与集流管匹配关系的研究》文中提出在小流量高扬程领域,旋喷泵效率高出传统离心泵10%～25%。然而其内部流场复杂,理论研究尚不完善,水力部件的匹配关系也缺乏研究,从而制约了旋喷泵的发展。针对以上问题,本文通过理论分析和试验验证建立旋喷泵不同旋转系数时扬程数学计算模型,采用数值计算方法对不同叶片形式和集流管进口直径匹配下旋喷泵旋腔内液体流场的压力、速度、湍动能等变量进行研究,提出不规则形状进口集流管的研究方案。其研究成果对旋喷泵水力设计及性能提高具有重要的指导意义和工程应用价值。本文主要研究内容如下:（1）在自主设计的旋喷泵试验台上,在集流管进口直径为10mm、15mm、20mm的条件下进行了性能测试。引入旋腔液体旋转系数,对旋腔压力分布,集流管效率进行计算,通过理论分析建立旋喷泵不同旋转系数时的扬程数学计算模型,并与试验结果对比,验证了该模型的可靠性。（2）在不同流量下,通过数值计算,在极角θ=64°、135°、270°的0.3r3、0.5r3、0.7r3、0.9r3半径处研究了旋腔液体旋转系数、无量纲径向分速度沿轴向和径向的分布规律。分析叶轮出口中心所在截面半径为121mm、125mm、129mm、133mm、137mm、141mm、145mm、149mm的压力沿圆周方向的分布规律。研究结果表明:旋喷泵旋腔内液体主要从集流管上方进入集流管;总体上旋转系数随半径的增大而增大,沿轴向方向变化规律不明显。压力随着半径的增大而增大,且压力沿半径按抛物线规律分布。相同半径上旋腔内液体的压力随流量的增加而减小;沿着圆周方向,叶轮出口处压力经过集流管后液体会因泄漏而发生压力的骤降;集流管进口面压力随着流量的增大而减小,高压区集中在进口面上半部分。（3）在原模型的基础上设计了复合叶片叶轮和直叶片叶轮,通过比较三种叶轮的旋腔液体旋转系数沿轴向分布规律和压力沿径向的分布规律,发现复合叶片叶轮的出口压力最大,波动最小。直叶片叶轮出口压力最低,且波动较大;直叶片叶轮旋喷泵旋腔液体旋转系数最大,扬程最高,但效率最低;提出复合叶片叶轮旋喷泵的性能最好。（4）本文设计了63组模型,通过不同出口宽度的扭曲叶片叶轮、复合叶片叶轮、直叶片叶轮与不同进口直径的集流管相匹配的旋喷泵在设计流量下的性能及旋腔内液体流动特性的研究,发现叶轮的出口宽度在3mm～5mm变化时,泵最大效率点集中在集流管进口直径为12mm～13mm之间。集流管进口直径越大,集流管效率越高,但旋腔内液体旋转系数越小;研究表明,出口宽度为3mm的复合叶片叶轮与进口直径12mm的集流管组合的旋喷泵性能最好,扬程较原模型高7.70%,效率高1.57%。（5）提出了不规则进口形状的集流管的研究方案。定义进口面积比,在设计流量下对比5种不同进口面积比的集流管。研究发现,在集流管进口面积一定时,增大进口面积比可降低进口液体的最大流速和扩散段湍动能,增大集流管进口平均压力。因此,提高集流管进口面积比可以有效地提升旋喷泵的性能。当K=1.6时,泵的扬程较K=1时的高1.99%,效率高1.06%
李子康[2]（2020）在《基于遗传算法的高比转速离心泵多目标优化》文中提出目前,高比转速离心泵广泛应用于大型水电站、城市地下给排水、航天工程等多个领域。离心泵在运行过程中尤其是偏工况下的流动非常复杂,经常伴随各种不稳定现象,降低离心泵的工作效率。因此为响应国家节约能源发展战略,提高离心泵的各种性能且同时要降低研究成本显得尤为重要。近年来,随着CFD（计算流体动力学）技术的发展,通过电脑软件直接数值模拟得到离心泵内部流场信息的技术已日趋成熟,其研究成果广泛应用于实际生产生活中,CFD技术与优化算法相结合提高离心泵的综合性能是目前离心泵优化的发展趋势。本文针对高比转速离心泵的结构特点,以效率和汽蚀性能为目标,采用遗传算法对IS100-80-125型高比转速离心泵进行优化研究。主要内容包括以下三个方面:（1）对IS100-80-125型高比转速离心泵进行三维模型的建立和数值模拟的设置。首先根据模型泵的基本参数结合Solidworks和CFturbo三维软件计算绘制了离心泵的三维模型;其次合理地选择了湍流模型,汽蚀模型进行数值模拟,对模型进行网格划分并进行了网格无关性验证和网格质量检查,设置了合理的边界条件及汽蚀模拟所需参数;最后对模型泵进行了实验验证以保证模拟结果的准确性,在不同流量下的模拟和实验之间扬程、效率最大差值均小于5%。（2）研究单个参数对离心泵性能的影响,为后续多参数多目标优化过程目标加权值的分配和参数的选择提供合适参考。选取叶片出口角β2,叶片包角φ,叶轮进口直径D1三个参数单独建模研究其对离心泵性能的影响,数值模拟分析得出叶片出口角在大流量时对离心泵扬程影响明显,对效率的影响总体趋势是随着叶片出口角的增大效率减小;叶片包角的变化对扬程和效率影响都比较明显,随着叶片包角的增大扬程总体趋势是减小的,存在一个合理的包角大小使高比转速离心泵效率最大;叶轮进口直径对离心泵抗汽蚀性能影响较大。（3）采用遗传算法对高比转速离心泵进行多参数多目标全局优化以提升离心泵综合性能。首先以效率和汽蚀性能为优化目标,以叶片出口角β2、叶轮出口直径D2、叶轮出口宽度b2、叶片包角φ、叶片进口角β1、叶轮进口直径D1、隔舌安放角φ0以及叶片数Z为优化参数建立了统一函数关系式;接下来在MATLAB遗传算法工具箱中运行求解得出各参数最优值,并重新建模进行数值模拟;优化后离心泵在额定工况下扬程增加了 2.2m,效率增加了 2.4%。优化后的离心泵必须汽蚀余量从5.95m降低到5.3m,抗汽蚀性能提升。最后从压力分布、速度矢量分布、湍动能分布、叶轮处蒸汽体积分数、内部涡核心分布等多个方面对比分析了优化前后离心泵内流场的变化,其结果能为高比转速离心泵设计提高一定参考。
赵旭涛[3]（2020）在《基于高斯过程回归的离心泵叶片反问题方法及性能预测研究》文中研究说明随着计算机计算速度、CFD技术以及现代流体测试技术的不断发展,关于离心泵内部复杂流动问题的研究也愈来愈深入。有关离心泵的研究可概括为其正问题和反问题,其中正问题为流动分析问题,而反问题属于设计问题。由于叶片形状、水力性能和内部流动结构之间的复杂关系,反问题一直是流体机械领域的重点及难点问题。本研究依据在贝叶斯框架下,由已知先验分布向后验分布转化的思想,分别提出了基于单输出高斯过程回归（SOGPR）与多输出高斯过程回归（MOGPR）的离心泵叶片反问题方法。由叶片型线参数及流场分布参数构成训练样本集,利用极大似然估计及梯度下降法对反问题模型中的超参数进行优化,实现模型的训练。由训练所得的反问题模型即可求得其目标叶片载荷所对应的叶片型线。最后,基于MOGPR反问题模型反向构建了离心泵性能预测模型,并对其预测性能进行分析。主要的研究内容及结论如下:（1）将机器学习技术引入了水力机械优化设计领域,提出了基于高斯过程回归的离心泵叶片反问题方法。以MH48-12.5型低比转数离心泵为研究对象,对两种反问题模型的精度、泛化能力及可靠性进行了对比分析。以原叶型作为目标叶型时,SOGPR与MOGPR反问题模型均能在给定叶片载荷后较为准确地求解出相应的目标叶片型线,且其解的不确定性都很小。（2）对两种反问题模型分别进行了LOO交叉验证试验并对其结果进行了对比分析。两种反问题模型均能在样本空间范围内较为准确地求解出其叶片载荷所对应的叶片型线,其稳定性均良好。MOGPR模型求解出的型线控制参数与目标型线控制参数之间的均方根误差普遍小于SOGPR模型所求,MOGPR模型的反问题求解精度高于SOGPR模型。（3）对两种反问题模型的外延特性进行了对比分析。MOGPR模型求出的外延样本型线接近其目标型线,型线连续且光滑,而SOGPR模型所求型线扭曲、不光滑,难以实现反问题的求解。MOGPR模型的关系矩阵可以约束叶片型线控制参数之间的关系,从而在反问题求解过程中能够良好地捕捉叶片型线的特征信息。MOGPR反问题模型的外延特性优于SOGPR反问题模型。（4）基于MOGPR反问题模型,以叶片型线参数为输入,离心泵的扬程和水力效率为输出反向构造了离心泵的性能预测模型。分析了训练样本数对性能预测模型精度的影响,随着训练样本数的增加,MOGPR性能预测模型的预测精度总体上逐渐提高,预测结果的不确定性总体上逐渐减小。结合Pearson相关系数分析了MOGPR在预测过程中对输出变量之间相关性的学习能力,由MOGPR模型关系矩阵学习到的输出变量之间的相关性与Pearson相关系数计算结果基本一致。基于性能预测模型分析了叶片进、出口安放角及叶片包角对离心泵扬程和水力效率的影响,离心泵扬程和水力效率受叶片进口安放角变化的影响微弱,受叶片出口安放角和叶片包角变化的影响较大。基于MOGPR的离心泵性能预测模型能在少量样本训练下实现较为精细的预测,可提高水力机械优化设计的效率。
宗平[4]（2020）在《喷水推进器内部流动及空化特性研究》文中指出喷水推进器因其传动机构简单、工作转速高、抗空化能力强等优点,正逐渐代替传统螺旋桨被应用于高性能船舶。然而,在船舶启航、加速、转向等过程中,喷水推进器极易在空化工况下运行,产生于叶片表面的空泡严重阻塞流道,导致其运行效率下降。目前,高功率密度已成为喷水推进器的一个发展方向,国内外学者以此为目标进行研究,但喷水推进器叶轮高转速运行时极易空化,空化的发生会对过流部件产生破坏、加剧振动和噪声、降低推进器性能等。本文依托国家自然科学基金项目（No.51879120）,采用数值计算的方法,对喷水推进器叶轮高转数运行引起的内部空化流动特性以及不同形状喷口对喷水推进器性能的影响进行了分析。主要的研究工作和成果如下:（1）以轴流式喷水推进器为研究对象,对其进行三维建模、结构网格划分及网格无关性验证。基于CFD软件对不同转速下喷水推进器进行定常数值计算,并将模拟得出的推力大小及变化情况与试验进行对比,发现两者基本吻合,说明数值模拟具有较好的准确性与可靠性。（2）通过对喷水推进器在不同转速下的数值计算发现,喷水推进器叶轮高转速运行时会发生空化。空化首先发生在靠近叶片进口边吸力面侧叶顶附近,且随着转速增加,空化区域向叶片出口以及相邻叶片间延伸;由于进水流道的存在,叶轮进口来流不均匀,叶片表面空泡分布并不完全一致。叶顶间隙处,叶顶泄漏最严重的地方在叶片轮缘距进口边约15%处,同时受叶轮空化影响,在叶片吸力面空化尾迹区轮缘流面的泄漏量出现激增现象。（3）为研究喷水推进器瞬态空化流场,对喷水推进器在不同空化条件下进行非定常计算。研究发现,喷水推进器在设计转速下流场内多数空泡稳定附着于叶轮进口边区域并在空泡尾部区域伴随小尺度空泡的周期性生长与溃灭,叶轮流道内空泡总体积分数呈周期性变化。喷水推进器叶轮进口压力脉动主要受流道弯管和轴引起的扰流影响;叶轮轮缘处和叶轮与导叶之间,压力脉动受叶轮、导叶以及流道弯管和轴引起的扰流的共同影响,其中流道弯管和轴引起的扰流影响占主导地位;喷口处压力脉动只受叶轮影响。叶轮径向受力的频率主要受流道弯管和轴引起的扰流影响,同时主频幅值受转速及空化条件的影响呈现先增大后减小的趋势。（4）对三种不同形状喷口的喷水推进器进行定常数值模拟,并将其内部速度、压力、湍动能以及涡核分布进行对比分析。结果表明:设计转速时,直线型和双扭曲线型喷口均可选用,但直线型喷口计算参数相对较好;高转速时,直线型喷口对喷水推进器更为适用,其喷水推进效能最高。
谢磊[5]（2020）在《高效大流量矿用排水泵优化设计研究》文中认为本文研究是在国家重点研发计划（2017YFC0804107）资助下开展的。一体式多级潜水电泵是应对矿井突水事故的重要抢险救灾装备,而矿用排水泵是一种高功率设备,其较低的水力效率将造成巨大能源消耗,目前有关大流量多级潜水电泵的研究相对较少,特别是关于高效率、高可靠性的矿用排水泵研究更加匮乏,为应对我国突出的矿山排水工程问题,急需对排水泵的水力性能展开研究。本文以自主设计的排水模型泵为研究对象,对模型泵进行了试验测试与模拟分析,并结合试验与数值模拟结果对模型泵开展了优化研究工作。本文主要工作内容及研究成果如下:1.概述了国内外潜水电泵发展史,对离心泵水力设计、水力优化和数值模拟等相关研究进展进行了总结。2.以相似换算为理论基础对实型泵进行模型换算,并基于速度系数法自主设计了一台单级导叶式潜水离心泵,对模型泵进行了加工与试验测试,模型泵额定工况下的扬程值为24.41m,低于设计目标0.59m,效率值为78.53%,比设计目标低3.47个百分点。3.采用RNG k-ε湍流模型对模型泵进行了定常与非定常计算,结果表明:（1）模型泵外特性模拟值整体略大于试验值,各工况下的模拟值与试验值误差均在5%以内;（2）叶轮进口至出口流体静压呈增加趋势,叶片工作面表面存在局部高压区,叶片背面流体在小流量工况下产生了较为严重的脱流与滑移现象,叶轮流道内与导叶扩散段内存在大小不一的流动漩涡;（3）叶轮旋转一个周期内,径向力呈周期性变化,表现出明显地动静干涉特征,径向力主频为一倍叶频,同时在其它叶频倍频处有诸多峰值不等的谐频出现,叶轮轴向力整体波动较小,其平均值与幅值随着流量增加近似呈等差数列递增;（4）各监测点压力脉动主频均为叶频,叶片背面监测点处有较多脉动谐频出现,压力脉动从叶轮进口至叶轮出口逐渐增强,导叶扩散段流体在进入反导叶后压力脉动强度有所降低。4.以减少模型泵内水力损失为目标对模型泵叶轮与导叶关键过流部件参数开展了优化研究工作,研究发现:（1）叶轮正交优化设计结果表明,各参数对模型泵效率影响的主次顺序为Z>β2>b2>φ;（2）通过适当增加正导叶进口安放角和进口宽度可减小流体速度梯度,改善导叶进口流态,导叶喉部面积增加至1.2a3b3时,导叶内整体水力损失达到最小,不同反导叶出口安放角会对出口延长段内涡带分布区域产生影响;（3）优化后的模型泵流体沿叶片方向脱流以及出口处的流体挤压状况有所改善,流道内压力梯度相较原方案明显减小,整体湍动能有所下降,水力损失减小;（4）优化的模型泵在额定工况下的叶轮径向力与轴向力较原方案分别减小了18.5N和30.2N,压力脉动谐频减少,整体脉动幅值有所下降,泵运行稳定性有所提升;（5）优化后模型泵在额定工况下的效率和扬程测试值分别为82.11%、25.94m,将模型泵的外特性数值换算至实型泵时,其效率值83.26%,比实型泵设计目标高出1.26个百分点。
常方圆[6]（2020）在《立式混流泵水力模型开发及性能研究》文中指出混流泵有着流量大,扬程低的特点,其在水处理,水利工程以及电站的水循环系统中都有着广泛使用。混流泵的出现时间在离心泵和轴流泵之后,在水力特性上混流泵的流量和扬程参数介于二者之间,满足了更广泛的需求。在近几年随着计算流体力学的发展及商业软件的革新,在实际工程应用中对混流泵的需求也在逐步上升,对其要求也越来越高。本文基于实际工程课题需求,对大型立式混流泵进行了水力模型开发,并开展了在清水工况下及沙水工况下的全流道数值模拟,同时对比分析了在不同流体介质中运行时各过流部件压力脉动情况。本文的主要研究成果如下:1、分析了混流泵的国内外研究现状,基于相似换算法对立式混流泵叶轮部分进行了水力设计,参考径向导叶的参数计算方法后,优化设计了导叶模型,并最终完成了立式混流泵全流道水力模型开发。2、由水力模型开发得到的二维图纸,在UG中绘制混流泵全流道的三维模型,并对建模难点的叶轮叶片部分,采用斑马纹的方式对曲面光顺性进行了评估。选用Ansys-ICEM对立式混流泵的不同部件分别进行网格划分,通过网格无关性验证后,基于Ansys-CFX对立式混流泵全流道进行定常数值模拟计算,得到了立式混流泵在包括设计流量工况点在内的五个不同流量工况下的水力性能变化,并对各过流部件的内流场分布情况进行了探讨研究。3、压力脉动在泵的研究中有着不可忽视的地位,它对泵运行过程中的振动和噪音有着极大的诱发作用。通过研究立式混流泵中的压力脉动情况探究泵能否稳定运行,论文基于定常计算结果进行了非定常研究,探究立式混流泵在清水介质中运行时不同过流部件的压力脉动情况。在立式混流泵的各过流部件内设置监测点,得到了不同部件流道内的脉动情况,这为下一步优化提供了重要参考。4、基于工程实际考虑,本文选取了典型的含沙水介质对立式混流泵在不同流量工况下进行了进一步探究,分析了在含沙水中运行时,固体颗粒物在各过流部件表面的分布等情况,并基于泥沙的分布情况探究了立式混流泵各部位的磨损特性,并对比分析了立式混流泵在清水及含沙水介质中运行时的压力脉动情况。通过模拟分析可以看到所开发的立式混流泵水力模型各过流部件的水力性能良好,能够很好地满足设计要求,稳定运行。
杜梦星[7]（2020）在《离心泵扭曲叶片叶轮实体建模与流场分析》文中研究表明离心泵属于径流式叶轮泵,它的动力来源与叶轮排除液体时所产生的离心力,实现将机械能转换成被输送液体的势能及压能,广泛应用与输送、灌溉等各个领域。离心泵的研究大多存在的问题都涉及到效率低、性能差、汽蚀能力不足、扬程短等问题,而问题又直接影响到泵的水力学性能。本文为实现对离心泵效率和扬程的提高,建立了神经网络与遗传算法相结合的预测寻优代理模型,对设定的离心泵叶轮参数进行了全局寻优,并取优化后的几何参数建立了三维模型,通过对比优化前后流场分布及水利性能特性,证实了优化方法可靠,在泵的优化方面提供了新的参考。主要研究内容有:（1）总结归纳了国内外叶轮优化的相关研究,分析离心泵优化设计所面临的问题。采用了保角变换法,对扭曲叶片叶轮离心泵进行了三维建模,并通过布尔运算得到了全流域三维模型,并进行了非结构网格划分。（2）通过显着性分析,选取了叶片的出口安放角β2、出口宽度b2及包角φ作为离心泵性能影响因素,并采取了拉丁超立方试验建立了样本,建立了以扬程和效率为优化目标的神经网络代理模型,利用遗传算法得到了最优叶片参数。（3）对优化前后叶轮内部流场分布情况实现了对比分析,获取了在相同条件下,相较于优化前叶轮内部相对速度分布更为均匀,存在水力损失的范围得到的缩小。根据数值模拟结果计算,得到了同工况下优化后离心泵效率及扬程,相较于优化前分别提高了3.87%和4.25%,优化方法可行。
施卫东,张悦,肖宇,周岭[8]（2019）在《泵水力设计方法的研究现状》文中指出泵是流体输送系统的核心动力源,开展泵优化设计、实现节能降耗一直是流体机械领域的研究热点。文章回顾了基于一元、二元、三元流动理论进行水力设计的各种方法,总结了各个水力设计方法的优缺点;概括了近年来在叶轮、导叶、蜗壳水力设计方面的研究热点和主流方法,为今后泵设计方法的发展奠定了基础。以数值模拟结合三元流动理论和优化算法的设计方法已成为当前开展泵水力设计的主流手段,可以预期,随着计算机计算能力的进一步提高和优化算法的快速发展,泵的水力设计水平将会有大幅度提升并会促进泵行业的整体技术进步。
鲁业明[9]（2019）在《CAP1400核主泵水力模型核心部件约束性设计方法研究及应用》文中提出有着“核岛心脏”之称的核主泵是我国三代压水堆CAP1400核电机组唯一不能国产化的装置。而叶轮和导叶（水力模型核心部件）是核主泵内部最重要的过流部件,其设计的优劣直接决定着核岛的服役寿命。为达到高效率、大扬程、低压力脉动强度等运行指标要求,核主泵叶轮和导叶在结构上呈现流道曲率变化大、叶片三维结构复杂等特点,相关优化体系中的二元叶片设计方法难以表征这种结构的新变化。而在优化设计过程中,约束性设计方法是第一步,在设计体系中起到基础性、决定性作用。因此,基于叶轮机械原理重构新的高效约束性设计方法是优化设计体系研究的重点和难点。高效的约束性设计方法理应能在尽可能少的设计参数下得到结构多变的高性能设计结果。按照设计次序和介质的过流顺序,核主泵叶轮和导叶的设计包括四个基本因素:Ⅰ.流道设计;Ⅱ.叶轮叶片设计:Ⅲ.导叶叶片设计;Ⅳ.特殊结构设计。本文围绕着这四个方面进行了深入的研究,物理建模并结合数学推导构建了核主泵水力模型核心部件的设计方法体系,并以国家科技重大专项CAP1400核主泵水力模型最终方案为对象,进行了对照测试。主要工作内容有:（1）流道约束性设计方面,为解决传统方法中的盘、盖侧型线非同步调整、过渡段不光滑、偏离设计目标等问题,从中轴变换（Medial Axial Transform）理论出发,结合已有的约束条件简化、并得到了一种新型流道约束性设计方法。在新的设计方法中,针对约束条件不封闭的情况,构建了两类使得设计方程组封闭的辅助约束条件,并分别应用粒子群算法和显式表达式实施流道的成型设计。流道设计方法有两方面的应用。首先,基于流道约束性设计新方法开发了一套水泵轴面流道快速成型设计程序,在所开发的设计程序中,以仅有的7组经典叶轮流道为基础,能够快速设计出比转速为30至500区间内的任意叶轮流道结构。其次,基于流道约束性设计新方法提出了一种核主泵高效低轴向载荷改型策略,仅需控制3个变量、15组采样数据,便可实现对核主泵水力模型的高效、低轴向载荷快速改型设计。（2）叶片约束性设计方面,为解决传统方法中设计变量个数多、变量范围不明确、优化预设值依赖设计经验等问题,研究依次确定了叶轮叶片的关键设计变量——速度环量以及导叶叶片的关键设计变量——安装角。文献调研结合经典结构参数信息的统计结果明确了这两个关键设计变量沿流向均呈递增趋势,构建了无量纲化的多源约束性设计方程组,进行了一系列数学简化并得到了用于设计变量高效生成的船帆状限定域。基于叶轮叶片和导叶叶片归一化约束性设计的船帆状限定域和粒子群算法,分别开发了一套叶轮叶片和一套导叶叶片动态伴随寻优设计程序。以国家科技重大专项CAP1400核主泵水力模型中的叶轮叶片、导叶叶片为参考对象,应用所开发的设计程序进行了验证测试:在叶轮叶片设计中,正倾角、零倾角和负倾角三种情况下的设计结果均表明所开发的动态寻优设计程序能够设计出性能优于目标叶轮的新结构;在导叶叶片的设计测试中,优化结果相较于目标结构依次提升了 0.7%和1.8%的效率和扬程特性。证明了叶片约束性设计方法和所开发的叶片动态伴随寻优设计程序的有效性。（3）核主泵水力模型开发流程方面,基于归一化约束性设计的船帆状限定域,探究了叶轮和导叶对核主泵定常、非定常性能的影响程度。在明确了导叶影响要高于叶轮之后,得出水力模型开发过程中“叶轮可独立设计、导叶需适配叶轮和压水室”的设计准则,并实例设计了新的水力模型结构,通过与国家科技重大专项CAP1400核主泵水力模型在性能特性、静压分布、湍动能分布等方面的对比,明确了所开发的模型结构的高性能,实例证明了研究所提的核主泵水力模型开发流程的可行性。（4）特殊结构设计方面,为了适应核主泵整体非完全圆周对称的结构特征,这里构建了一种调整导叶叶片布局的对称式-非均布导叶结构及相应的约束性设计方法。该方法既考虑了导叶叶栅距离又考虑了导叶的装配位置,并能够表征包含常规均布导叶结构在内的多数设计情况。联合应用多目标优化设计方法实施了对称式-非均布导叶结构的优化设计,在获得了最优结构同时,还探究了设计参数对性能的影响规律。数值证明了优化后的新型导叶结构能够有效提升核主泵在0.8～1.2设计流量的性能;并能有效改善泵出口段的非定常压力脉动特性。最后,在国家工业泵质量监督检测中心搭建试验台并对上述关键研究结论进行了系列组合验证试验:定常性能测试、非定常的压力脉动和振动加速测试结果证明了应用研究中所提的约束性设计方法来进行核主泵水力模型核心部件研发的可行性。
温周[10]（2019）在《离心泵仿生螺旋线型水力模型的设计及参数优化》文中研究指明离心泵是一种应用非常广泛的叶片机械,国内离心泵存在工作效率低、使用寿命短、能量损失大等问题。由于叶轮水力模型的设计一直依赖于传统理论的经验公式和设计人员的经验,因此,采用传统方法提高水泵效率的上升空间受到限制。针对上述研究现状,本文突破水泵传统设计理论,受自然界中水流漩涡、龙卷风等呈现的近似阿基米德螺线流动方式的启发,提取该流动过程中产生区、惯性区等具有高效旋转特性的线型,提出了高效水泵叶片水力模型的设计新线型及叶片设计新方法,不仅打破了传统水泵水力模型依赖传统设计理论及设计人员经验的局限性,同时也为叶轮整体设计上寻找到了新的突破。为检验该线型水力模型及其设计方法的有效性,本文以QS50-26离心泵为载体,借助三维软件So lid Wo r k s中放样曲面的操作方式,实现了阿基米德螺线到曲面叶片域的转化,以叶片包角、进口角为限定条件对叶片域进行旋转切割来获取叶片,添加上下盖板构成完整的叶轮。并分别选用不锈钢、尼龙和PLA（聚乳酸）三种材料建立三种选材方案,对叶轮模型进行3D打印,对比三种不同材质叶轮的打印精度、成本和时间,建立目标函数,最终确定以尼龙为打印材料,并以此进行了8组不同包角、进口角叶轮的打印。利用水泵测试平台对8组叶轮进行测试,叶轮最高效率为72.1%,高于原叶轮70%的设计效率,表明新方法具有可行性;同时初级设计者设计的叶轮效率为68%,低于新叶轮效率,说明在同样无经验的情况下,新方法设计适用性更强,易于学习和推广,对于泵业人才的培养更为有利。为进一步完善叶片线型设计和参数优化,借助fluent软件对8组叶轮进行数值模拟,通过对比分析新叶轮与原始叶轮速度场和压力场变化情况,研究结果显示QS5026叶轮在包角98.6°、进口角13°组合下效率最高;叶片包角及进口角对于水泵的效率具有重要影响,叶片包角存在最优值,过大包角会降低离心泵的扬程、流量和效率;适当增加进口角会减小水力损失,提高离心泵效率。这为以后叶片线型设计提供了参考方向。
二、离心泵三元扭曲叶片设计的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、离心泵三元扭曲叶片设计的研究（论文提纲范文）
（1）旋喷泵旋腔内流场特性及叶轮与集流管匹配关系的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题名称及来源 |
| 1.2 课题研究背景及意义 |
| 1.3 旋喷泵国内外研究进展 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 旋喷泵试验台 |
| 2.1 旋喷泵试验台及测试系统 |
| 2.1.1 旋喷泵闭式试验台 |
| 2.1.2 测试系统及使用方法 |
| 2.2 试验方案及结果分析 |
| 2.2.1 试验方案 |
| 2.2.2 试验步骤 |
| 2.2.3 试验数据换算 |
| 2.2.4 实验结果及分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 数值计算及试验验证 |
| 3.1 模型建立及网格划分 |
| 3.1.1 试验泵水体模型的建立 |
| 3.1.2 网格划分 |
| 3.2 常用流体力学基本方程 |
| 3.2.1 质量守恒方程 |
| 3.2.2 动量守恒方程 |
| 3.2.3 能量守恒方程 |
| 3.3 湍流模型与边界条件 |
| 3.3.1 湍流模型 |
| 3.3.2 边界条件与计算方法 |
| 3.4 数值计算可行性分析 |
| 3.4.1 网格无关性检验 |
| 3.4.2 试验泵外特性曲线 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 旋喷泵旋腔流动机理及流动特性的研究 |
| 4.1 旋喷泵扬程数学模型建立 |
| 4.1.1 旋喷泵扬程理论计算 |
| 4.1.2 旋喷泵扬程数学模型 |
| 4.2 旋腔流场结构及特征分析 |
| 4.2.1 旋转系数沿轴向的变化规律及分析 |
| 4.2.2 旋腔液体径向速度轴向变化规律及分析 |
| 4.2.3 叶轮出口压力分布及特征 |
| 4.2.4 旋腔压力分布及特征 |
| 4.2.5 集流管进口压力分布及特征 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 叶轮和集流管匹配关系对旋转流场及旋喷泵性能的影响研究 |
| 5.1 叶轮叶片的形式对旋喷泵性能和流场特性的影响 |
| 5.1.1 叶轮叶片的形式对旋喷泵性能的影响 |
| 5.1.2 不同叶片形式叶轮旋喷泵旋转流场速度分布及特征 |
| 5.1.3 叶轮叶片的形式的旋喷泵旋转流场压力分布及特征 |
| 5.2 叶轮和集流管匹配关系对旋喷泵性能及内部流场的影响 |
| 5.2.1 叶轮和集流管匹配关系对旋喷泵性能影响 |
| 5.2.2 不同叶片形式叶轮和集流管匹配下旋喷泵旋腔速度场变化规律及分析 |
| 5.2.3 不同叶片形式叶轮和集流管匹配下旋喷泵压力场变化规律及分析 |
| 5.2.4 叶轮和集流管匹配对集流管效率及内部流场的变化规律的分析 |
| 5.3 集流管进口面积比对旋喷泵性能和流场的影响及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）基于遗传算法的高比转速离心泵多目标优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 2 计算模型和研究方法 |
| 2.1 三维模型建立 |
| 2.2 控制方程 |
| 2.3 湍流模型 |
| 2.4 汽蚀模型 |
| 2.5 网格划分 |
| 2.6 边界条件设置 |
| 2.7 实验验证分析 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 叶轮参数对离心泵性能的影响 |
| 3.1 叶片出口角对离心泵性能的影响 |
| 3.2 叶片包角对离心泵性能的影响 |
| 3.3 叶轮进口直径对离心泵性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于遗传算法的多目标优化 |
| 4.1 遗传算法 |
| 4.2 优化目标建立 |
| 4.3 优化结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（3）基于高斯过程回归的离心泵叶片反问题方法及性能预测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 离心泵正反问题的研究现状 |
| 1.2.1 离心泵正问题研究现状 |
| 1.2.2 离心泵反问题研究现状 |
| 1.3 高斯过程回归方法的研究及应用现状 |
| 1.4 离心泵性能预测方法的研究现状 |
| 1.5 论文主要研究内容 |
| 1.6 课题的来源 |
| 第2章 高斯过程回归原理及算法 |
| 2.1 单输出高斯过程回归方法原理 |
| 2.1.1 函数空间下的单输出高斯过程回归 |
| 2.1.2 多元高斯分布的条件分布证明 |
| 2.2 多输出高斯过程回归方法原理 |
| 2.3 核函数选择与超参数优化 |
| 2.3.1 核函数选择 |
| 2.3.2 超参数学习 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于高斯过程回归的离心泵叶片反问题方法 |
| 3.1 几何模型的选择与建立 |
| 3.2 离心泵二维圆柱叶片参数化控制及试验设计 |
| 3.2.1 二维圆柱叶片参数化控制方法 |
| 3.2.2 基于叶片参数化方法的样本试验设计 |
| 3.3 计算模型网格划分 |
| 3.4 离心泵叶片载荷求解 |
| 3.4.1 数值模拟方法与设置 |
| 3.4.2 数值模拟准确性验证 |
| 3.4.3 叶片载荷计算 |
| 3.5 基于高斯过程回归的二维圆柱叶片反问题分析 |
| 3.5.1 原始叶片的反问题求解及分析 |
| 3.5.2 两种反问题模型的交叉验证分析 |
| 3.5.3 外延叶片的反问题求解及分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于高斯过程回归的离心泵性能预测 |
| 4.1 离心泵性能预测模型 |
| 4.2 扬程与水力效率之间的相关性分析 |
| 4.3 基于MOGPR预测模型的离心泵性能影响因素分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 1.研究总结 |
| 2.研究存在的不足和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（4）喷水推进器内部流动及空化特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 喷水推进器内部流动研究现状 |
| 1.2.2 空化流动数值模拟 |
| 1.2.3 空化试验研究 |
| 1.2.4 空化性能研究 |
| 1.2.5 研究现状总结 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 第二章 数值计算模型与方法 |
| 2.1 数值计算方法 |
| 2.1.1 基本控制方程 |
| 2.1.2 常用湍流模型 |
| 2.1.3 空化模型 |
| 2.2 数值计算模型及网格划分 |
| 2.2.1 数值计算模型 |
| 2.2.2 网格划分 |
| 2.2.3 网格无关性分析 |
| 2.3 空化数值模拟方法 |
| 2.3.1 非空化数值计算 |
| 2.3.2 空化数值计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 喷水推进器内部流动空化分析 |
| 3.1 喷水推进器推力性能试验与结果分析 |
| 3.2 叶轮内部空化流动研究 |
| 3.2.1 叶片表面空泡体积分数分析 |
| 3.2.2 叶轮流道空泡分布分析 |
| 3.2.3 空化导致喷水推进器推力特性下降机理分析 |
| 3.2.4 叶顶区空化特征 |
| 3.2.5 叶顶泄漏量分析 |
| 3.3 进水流道内部空化流场分析 |
| 3.3.1 进水流道压力分布 |
| 3.3.2 进水管内流动分析 |
| 3.4 喷口空化分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 喷水推进器非定常空化流场特性分析 |
| 4.1 非定常数值计算方法 |
| 4.2 叶轮内部空化变化分析 |
| 4.2.1 叶片表面空泡体积分数变化分析 |
| 4.2.2 叶轮内空泡的变化过程 |
| 4.2.3 不同转速下速度场分布 |
| 4.3 喷水推进器内部压力脉动特性分析 |
| 4.3.1 压力脉动监测点设置 |
| 4.3.2 压力脉动分析方法 |
| 4.3.3 叶轮进口压力脉动结果分析 |
| 4.3.4 叶轮轮缘间隙压力脉动结果分析 |
| 4.3.5 叶轮与导叶之间压力脉动结果分析 |
| 4.3.6 喷口处压力脉动结果分析 |
| 4.4 喷水推进器叶轮径向力分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 不同形状喷口对喷水推进器性能影响 |
| 5.1 喷口形状 |
| 5.1.1 喷口形状的类型 |
| 5.1.2 喷口模型 |
| 5.2 数值计算结果与分析 |
| 5.2.1 喷口速度分布 |
| 5.2.2 喷口流线分布 |
| 5.2.3 喷口压力分布 |
| 5.2.4 喷口湍动能分布 |
| 5.2.5 喷口涡核分布 |
| 5.2.6 不同转速下喷水推进器推力及分布 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者攻读硕士学位期间参加的科研项目和发表的论文 |
（5）高效大流量矿用排水泵优化设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 矿用排水泵发展概述 |
| 1.2.2 离心泵水力设计研究现状 |
| 1.2.3 离心泵水力优化研究现状 |
| 1.2.4 离心泵数值模拟研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 高效矿用排水模型泵设计与性能测试 |
| 2.1 原型泵设计要求 |
| 2.2 相似换算 |
| 2.3 高效矿用排水模型泵设计 |
| 2.3.1 叶轮水力设计 |
| 2.3.2 导叶水力设计 |
| 2.4 排水模型泵性能试验 |
| 2.4.1 模型泵结构与部件加工 |
| 2.4.2 排水模型泵试验测试 |
| 2.4.3 试验结果与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 高效矿用排水模型泵数值模拟 |
| 3.1 数值模拟理论基础 |
| 3.1.1 控制方程 |
| 3.1.2 湍流模型 |
| 3.2 三维建模与网格划分 |
| 3.2.1 计算域三维建模 |
| 3.2.2 网格划分与相关性检验 |
| 3.3 CFX计算前处理 |
| 3.3.1 边界条件设置 |
| 3.3.2 交界面设置 |
| 3.3.3 计算结果监测 |
| 3.3.4 湍流模型选择 |
| 3.4 数值计算结果分析 |
| 3.4.1 能量特性计算结果分析 |
| 3.4.2 内流场分析 |
| 3.4.3 径向力分析 |
| 3.4.4 轴向力分析 |
| 3.4.5 压力脉动分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 高效矿用排水模型泵叶轮与导叶优化 |
| 4.1 优化叶轮 |
| 4.1.1 优化参数确定 |
| 4.1.2 正交试验 |
| 4.2 优化导叶 |
| 4.2.1 问题分析 |
| 4.2.2 优化方案 |
| 4.2.3 模拟结果与分析 |
| 4.3 最优方案分析 |
| 4.3.1 外特性对比分析 |
| 4.3.2 内流场对比分析 |
| 4.3.3 优化方案径向力分析 |
| 4.3.4 优化方案轴向力分析 |
| 4.3.5 优化方案压力脉动分析 |
| 4.4 优化方案性能试验与模型换算 |
| 4.4.1 优化方案能量性能试验 |
| 4.4.2 模型换算 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 研究总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 一、参加科研项目 |
| 二、发表论文及专利 |
（6）立式混流泵水力模型开发及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景及研究意义 |
| 1.2.1 研究背景 |
| 1.2.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 2 混流泵过流部件水力模型设计理论及方法 |
| 2.1 混流泵过流部件水力设计理论 |
| 2.1.1 混流泵与轴流泵离心泵的对比分析 |
| 2.1.2 混流泵叶轮的水力设计理论 |
| 2.1.3 混流泵导叶的水力设计 |
| 2.1.4 混流泵蜗壳的水力设计 |
| 2.2 混流泵过流部件水力图绘制 |
| 2.2.1 混流泵叶轮二维图纸绘制 |
| 2.2.2 混流泵导叶二维图纸绘制 |
| 2.2.3 混流泵蜗壳二维图纸绘制 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 混流泵全流道三维建模及网格划分 |
| 3.1 混流泵三维建模 |
| 3.1.1 叶轮三维模型建立 |
| 3.1.2 导叶三维模型建立 |
| 3.1.3 蜗壳三维模型建立 |
| 3.2 网格划分 |
| 3.2.1 ANSYS-ICEM软件概述 |
| 3.2.2 计算流体域网格划分 |
| 3.3 网格无关性验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 混流泵过流部件数值模拟 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 控制方程 |
| 4.3 Ansys中的湍流模型 |
| 4.4 数值计算边界条件设定 |
| 4.5 混流泵内部流场计算结果与分析 |
| 4.5.1 混流泵不同流量工况下的速度场分析 |
| 4.5.2 混流泵不同流量工况下的压力场分析 |
| 4.5.3 混流泵不同流量工况下的湍动能分析 |
| 4.6 外特性分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 混流泵过流部件压力脉动计算 |
| 5.1 叶轮流道内压力脉动分析 |
| 5.2 导叶内压力脉动分析 |
| 5.3 螺旋型压水室压力脉动分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 含沙水中混流泵的数值模拟及结果分析 |
| 6.1 求解条件设置 |
| 6.2 含沙水中混流泵的数值模拟结果分析 |
| 6.2.1 叶轮内部沙粒分布 |
| 6.2.2 导叶内部流动状况及结果分析 |
| 6.2.3 蜗壳内部流动状况及结果分析 |
| 6.3 含沙水压力脉动情况 |
| 6.3.1 叶轮在含沙水中的压力脉动分析 |
| 6.3.2 导叶在含沙水中的压力脉动分析 |
| 6.3.3 蜗壳在含沙水中的压力脉动分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 研究总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果 |
| 致谢 |
（7）离心泵扭曲叶片叶轮实体建模与流场分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 国内外研究现状 |
| 1.1.1 离心泵叶轮水力设计 |
| 1.1.2 离心泵叶轮水力优化设计 |
| 1.2 研究背景与意义 |
| 1.3 课题来源与主要研究内容 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 第2章 扭曲叶片叶轮实体建模 |
| 2.1 叶轮概述 |
| 2.1.1 叶轮的工作原理 |
| 2.1.2 叶轮的分类 |
| 2.2 叶轮结构与性能参数 |
| 2.2.1 扭曲叶片叶轮基本结构 |
| 2.2.2 水力性能特性关系 |
| 2.3 叶轮内部动力学分析 |
| 2.4 初始叶轮的建模 |
| 2.4.1 Pro/E软件概述 |
| 2.4.2 叶轮主要几何参数的确定 |
| 2.4.3 叶轮流道三维造型 |
| 2.4.4 全流道三维造型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 扭曲叶片叶轮内部流场分析 |
| 3.1 计算流体力学及其求解过程 |
| 3.2 描述叶轮流域的湍流模型 |
| 3.3 叶轮流域网格划分 |
| 3.4 网格数量无关性分析 |
| 3.5 边界条件设置 |
| 3.6 计算结果分析 |
| 3.6.1 叶轮内部压力分布 |
| 3.6.2 叶轮内部速度分布 |
| 3.6.3 水力性能分析计算 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 离心泵水力性能预测模型 |
| 4.1 神经网络概述 |
| 4.1.1 神经网络基本组成 |
| 4.1.2 RBF神经网络传播理论 |
| 4.2 扭曲叶片叶轮参数显着性分析 |
| 4.3 扭曲叶片叶轮参数试验设计 |
| 4.4 水力性能预测模型的建立 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 扭曲叶片离心泵优化设计 |
| 5.1 离心泵水力设计原则 |
| 5.1.1 离心泵理论扬程最优原则 |
| 5.1.2 离心泵效率最优原则 |
| 5.2 遗传算法的概述 |
| 5.3 叶轮优化参数全局寻优 |
| 5.4 优化结果分析 |
| 5.4.1 离心泵优化后内部压力分布 |
| 5.4.2 离心泵优化后内部速度分布 |
| 5.4.3 优化前后水力性能对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间已发表的论文 |
| 致谢 |
（8）泵水力设计方法的研究现状（论文提纲范文）
| 1 叶轮的设计 |
| 2 导叶与蜗壳的设计 |
| 3 结束语 |
（9）CAP1400核主泵水力模型核心部件约束性设计方法研究及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 核主泵优化设计研究进展 |
| 1.2.2 过流结构约束性设计方法研究现状 |
| 1.3 目前存在的不足和局限性 |
| 1.4 本文主要的研究内容 |
| 2 模型部件及研究方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 模型部件 |
| 2.3 数值模拟方法 |
| 2.4 叶轮和导叶三维造型方法 |
| 2.5 智能算法 |
| 2.5.1 粒子群算法(PSO) |
| 2.5.2 第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ) |
| 2.5.3 两类算法在研究中的应用 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 新型流道约束性设计方法及应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 新型流道约束性设计方法原理 |
| 3.2.1 中轴变换(MAT)理论约束的新变形 |
| 3.2.2 包络圆方程约束 |
| 3.2.3 过水截面方程约束 |
| 3.2.4 两类新的辅助约束及相应的设计流程 |
| 3.3 新型流道约束性设计方法的有效性评估 |
| 3.3.1 经典离心泵流道结构的实例设计验证 |
| 3.3.2 经典斜流泵流道结构的实例设计验证 |
| 3.3.3 经典离心风机流道的实例设计验证 |
| 3.3.4 设计总结 |
| 3.4 流道约束性设计方法在不同比转速泵轮流道归一化设计中的应用 |
| 3.4.1 已有叶轮流道初始设计参数的统计与拟合 |
| 3.4.2 基于经典结构的叶轮流道设计参数拓展 |
| 3.4.3 流道归一化设计程序开发与应用验证 |
| 3.4.4 设计总结 |
| 3.5 流道约束性设计方法在核主泵水力模型高效低轴向载荷改型中的应用 |
| 3.5.1 研究思路 |
| 3.5.2 多目标优化的实施 |
| 3.5.3 设计总结 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 叶轮叶片和导叶叶片新型约束性设计方法及应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 叶轮叶片新型约束性设计方法原理及应用测试 |
| 4.2.1 叶轮叶片新型约束性设计方法原理 |
| 4.2.2 新型约束性设计方法在核主泵叶轮叶片设计中的设计验证 |
| 4.2.3 设计总结 |
| 4.3 导叶叶片新型约束性设计方法原理及应用测试 |
| 4.3.1 导叶叶片新型约束性设计方法原理 |
| 4.3.2 新型约束性设计方法在核主泵导叶叶片设计中的设计验证 |
| 4.3.3 设计总结 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于叶片约束性设计方法的模型部件开发流程的确定 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 核主泵高压力脉动关键影响因素分析 |
| 5.2.1 研究思路 |
| 5.2.2 基于NSGA-Ⅱ算法和新型约束设计方法的叶轮和导叶叶片优化 |
| 5.2.3 优化结果的内流及压力脉动分析 |
| 5.2.4 设计总结 |
| 5.3 核主泵高性能水力模型适配性开发流程的确定及应用 |
| 5.3.1 实例设计 |
| 5.3.2 设计总结 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 一种核主泵对称式-非均匀分布导叶约束性设计方法及应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 对称式-非均匀分布导叶约束性设计方法原理 |
| 6.2.1 对称式-非均匀分布导叶约束性设计 |
| 6.2.2 对称式-非均匀分布导叶装配位置的调整 |
| 6.3 基于LHS方法和BP Adaboost算法的最优化设计 |
| 6.3.1 BP Adaboost算法的基本原理 |
| 6.3.2 样本数据库的确定 |
| 6.3.3 BP Adaboost算法的可靠性证明 |
| 6.3.4 对称式-非均布导叶最优化结构的获取 |
| 6.3.5 内流分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 关键研究结论的试验验证 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 试验件组合方案 |
| 7.3 测试方法 |
| 7.4 测试结果分析 |
| 7.4.1 性能特性分析 |
| 7.4.2 压力脉动和振动加速度的分析 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）离心泵仿生螺旋线型水力模型的设计及参数优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.1.1 国内外离心泵叶轮设计方法发展现状 |
| 1.1.2 工程中叶轮叶片的绘制方法 |
| 1.2 仿生泵的研究进展 |
| 1.2.1 仿生学与仿生泵 |
| 1.2.2 仿生泵的研究进展 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 离心泵仿生叶片的设计方法 |
| 2.1 传统叶片设计理论 |
| 2.1.1 运动分析理论 |
| 2.1.2 设计理论 |
| 2.1.3 水力模型设计说明 |
| 2.2 水漩涡的产生与能量传递 |
| 2.3 阿基米德螺线 |
| 2.3.1 阿基米德螺线简介 |
| 2.3.2 阿基米德螺线在机械工程中的应用 |
| 2.4 仿生叶片设计方法 |
| 2.4.1 叶片线型提取 |
| 2.4.2 叶片设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 仿生泵3D打印及性能试验测试 |
| 3.1 3D打印技术 |
| 3.1.1 基本原理 |
| 3.1.2 3D打印主流技术 |
| 3.2 仿生叶轮3D打印 |
| 3.2.1 材料选取 |
| 3.2.2 模型打印 |
| 3.3 3D模型性能试验测试及结果分析 |
| 3.3.1 试验目的 |
| 3.3.2 试验测试平台 |
| 3.3.3 结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 仿生叶轮内流道模拟及结果分析 |
| 4.1 QS5026 叶轮三维建模 |
| 4.2 内流道网格划分 |
| 4.2.1 ICEM CFD软件简介 |
| 4.2.2 内流道网格划分 |
| 4.3 内流道数值模拟 |
| 4.3.1 FLUENT软件简介 |
| 4.3.2 模拟计算理论 |
| 4.3.3 模拟条件设定 |
| 4.4 结果分析 |
| 4.4.1 压力场分析 |
| 4.4.2 速度场分析 |
| 4.4.3 流量、扬程及效率分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 导师及作者简介 |
| 致谢 |
四、离心泵三元扭曲叶片设计的研究（论文参考文献）
- [1]旋喷泵旋腔内流场特性及叶轮与集流管匹配关系的研究[D]. 王金旋. 兰州理工大学, 2021
- [2]基于遗传算法的高比转速离心泵多目标优化[D]. 李子康. 山东科技大学, 2020(06)
- [3]基于高斯过程回归的离心泵叶片反问题方法及性能预测研究[D]. 赵旭涛. 兰州理工大学, 2020
- [4]喷水推进器内部流动及空化特性研究[D]. 宗平. 江苏大学, 2020(02)
- [5]高效大流量矿用排水泵优化设计研究[D]. 谢磊. 江苏大学, 2020(02)
- [6]立式混流泵水力模型开发及性能研究[D]. 常方圆. 西华大学, 2020(01)
- [7]离心泵扭曲叶片叶轮实体建模与流场分析[D]. 杜梦星. 武汉工程大学, 2020(01)
- [8]泵水力设计方法的研究现状[J]. 施卫东,张悦,肖宇,周岭. 南通大学学报(自然科学版), 2019(04)
- [9]CAP1400核主泵水力模型核心部件约束性设计方法研究及应用[D]. 鲁业明. 大连理工大学, 2019(08)
- [10]离心泵仿生螺旋线型水力模型的设计及参数优化[D]. 温周. 吉林大学, 2019(11)