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高比转速轴流泵正交优化设计研究被引量：7: 2018年; 为了研究叶轮与导叶匹配对高比转速轴流泵水力性能的影响,以一台比转速为1 500 r/min的轴流泵为研究对象,选取了叶轮与导叶的7个几何参数进行正交试验优化设计。为拓宽其高效运行范围,本次优化以三个工况点(0. 8Qd、1. 0Qd、1. 2Qd)的加权平均效率为优化目标,采用L_(18)(3~7)正交表设计了18组方案。在ANSYS CFX 14. 5中采用SST k-ω湍流模型对各方案进行定常计算。通过极差分析得到了各参数对目标影响的主次顺序并获得了最优参数组合。结果表明:优化后轴流泵加权平均效率提高了4. 68%,大流量下效率提高十分明显,而设计扬程基本不变;叶轮与导叶的动静匹配对轴流泵水力性能有重要影响。; 袁建平范猛Giovanni Pace陆荣李彦军付燕霞; 关键词：轴流泵数值模拟水力性能

基于Eulerian-Eulerian模型的轴流泵气液两相流动数值分析被引量：2: 2018年; 为研究轴流泵在气液两相流条件下的内部流动特性,以1台比转数为1 500的模型泵为研究对象,基于Eulerian-Eulerian非均相流模型,以空气和水为工作介质,进行了多种流量下不同进口含气率的定常数值计算,分析了不同气液两相工况下模型泵外特性变化情况,并通过叶轮内压力、气相分布以及气液两相速度分布情况探究气液两相在轴流泵内流动规律.计算结果表明:在水气混合工况下,此轴流泵的扬程和效率随着含气率的增加呈现逐渐下降的趋势;相同含气率下,压力面压力大于吸力面压力,从轮毂到轮缘,压力呈现增大的趋势,叶轮表面的气体主要集中在叶片的吸力面,随着流量的增加,压力最高点逐渐趋近于轮缘附近,压力面的气体逐渐增多,吸力面的气体逐渐减少,压力面的气体主要聚积在进水边,并有向轮缘移动的趋势;相同流量下,气体还是主要集中在叶轮的吸力面,随着含气率的增加,压力面最大压力区域有从进水边向轮缘中间区域移动的趋势,吸力面的气体有沿着进口向出口运动的趋势.另外,随着流量的增加,气液相的速度随之增加,在靠近轮毂的区域出现了明显的流动分离现象.; 唐苑峰袁建平司乔瑞张克玉陆荣; 关键词：轴流泵两相流动数值模拟

欠驱动船舶航向控制系统的粒子群优化控制: 2019年; 随着海上航运业的发展,海上航线的船舶越来越多,航线越来越拥挤,为了保障船舶航行的安全性、可靠性,人们对船舶的航向控制技术进行了深入的研究。欠驱动船舶的航向控制问题是一个典型的非线性问题,为了更好地控制影响船舶航向的因素,如动力、海浪、海风作用力等,本文基于粒子群优化控制技术,设计了一种新型的欠驱动船舶航向控制系统。; 陆荣陆荣王海荣; 关键词：航向控制粒子群优化非线性

余热排出泵内部不稳定流动数值模拟与实验研究被引量：1: 2016年; 为了研究余热排出泵在多工况下内部流动特性,基于ANSYS CFX软件,采用SST湍流模型,对模型泵进行三维非定常数值模拟,获得了不同工况下余热排出泵的水力性能、内部流场结构和压力脉动特性,同时展开压力脉动实验研究,并与计算结果进行对比。研究结果表明:大流量(1.2Q_d)和设计流量(1.0Q_d)工况下,叶轮和导叶内部流动比较稳定,随着流量的减小叶片进口背面附近开始形成失速旋涡,流道内均发生不同程度的流动分离,且沿着流道向出口处发展;叶轮出口压力脉动主频为7f_z,受导叶叶片数影响;导叶和蜗壳出口的主频均为5f_z,主要由叶频决定;设计流量下各监测点处压力脉动系数幅值最小,越往小流量工况,幅值越大;说明在小流量工况下余热排出泵内部出现了不稳定流动现象。; 陆荣袁建平朱钰雯付燕霞周帮伦; 关键词：压力脉动数值模拟

基于数字信号处理的轴流泵压力脉动试验研究被引量：9: 2017年; 传统电信号压力传感器受电流干扰严重,为准确地获得轴流泵内部压力脉动特性,采用高精度数字压力采集系统对一轴流泵模型的叶轮进口、导叶流道内和导叶出口进行压力测试,试验在包含马鞍区的4个流量工况(0.45Q_d、0.8Q_d、1.0Q_d、1.2Q_d)下进行。试验结果表明:在稳定工况(0.8Q_d、1.0Q_d、1.2Q_d)下叶轮进口监测点P1的时域信号为规则的正弦波,脉动周期与叶片通过周期一致;受叶轮与导叶的动静干涉影响,导叶内部P2及出口P3均出现了小峰值的二次谐波。在非稳定工况(0.45Q_d)下各点的时域信号均出现较大峰值的二次谐波。通过快速傅里叶变换(FFT)获得了各监测点的频域结果:稳定工况下各监测点的压力脉动主频均为叶频(BPF),从叶轮进口至导叶出口幅值逐渐减小;非稳定工况下由于回流和叶顶泄漏涡等因素的影响,各监测点的频率成分复杂,主频向高频段移动且伴随有较强高频信号,脉动幅值大于其余工况。; 陆荣袁建平李彦军付燕霞夏水晶; 关键词：轴流泵压力脉动数字信号

轴流泵空化流动的非定常特性研究被引量：7: 2017年; 为了研究轴流泵内部空化流的非定常特性,基于ANSYS CFX软件,应用SST k-ω湍流模型和RayleighPlesset的均相流空化模型,对一台轴流泵在最优工况点下的空化流场进行了定常与非定常数值模拟,获得轴流泵的外特性与空化性能,并与试验结果进行了对比。同时对泵内不同位置、不同空化余量下的压力脉动进行了时域和频域分析。结果表明:空泡首先出现在叶片背面进口边轮缘处,随着空化余量的降低,空泡逐渐向叶片中部发展,直至覆盖整个叶片背面;空化的发生会改变叶片背面的压力分布,影响泵的性能;叶轮进口和出口处监测点的压力脉动具有明显的周期性,全部有3个波峰和波谷,与叶片数紧密相关;空化发生后,不同工况下叶轮出口压力波动均明显增强,且其主频均为叶频。; 侯敬生袁建平范猛付燕霞陆荣; 关键词：轴流泵空化压力脉动数值模拟

基于神经网络模型和CFD的轴流泵自动优化被引量：4: 2017年; 参数化设计和计算流体力学被广泛应用于流体机械的优化设计.采用旋转机械设计软件CFturbo对轴流泵进行水力设计.为缩短优化周期,基于Isight多学科优化平台,通过编写批处理命令将CFturbo与PumpLinx集成,实现了轴流泵的CFD自动优化.以提高轴流泵的水力效率为优化目标,采用最优拉丁超立方设计对叶轮和导叶的7个设计变量进行空间采样,设计了72组方案.基于PumpLinx的数值模拟结果,建立了目标函数与设计变量之间的径向基神经网络模型,并采用多岛遗传算法对其进行优化,结果表明:数值模拟结果与试验结果吻合较好,且径向基神经网络模型能准确预测轴流泵效率与设计变量的关系.优化后,设计点效率提高了4.46%,而扬程几乎不变.通过Pareto图分析,获得了设计变量对目标影响的显著水平,可为轴流泵的优化设计提供一定的参考.; 陆荣袁建平李彦军蒋红樱; 关键词：轴流泵优化设计径向基神经网络

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陆荣