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期刊信息/Journal information
排灌机械工程学报
中国农业机械学会排灌机械分会；江苏大学流体机械工程技术研究中心
排灌机械工程学报

中国农业机械学会排灌机械分会；江苏大学流体机械工程技术研究中心

袁寿其

月刊

1674-8530

pgjx@ujs.edu.cn

0511-84493098

212003

江苏省镇江市梦溪园巷30号

排灌机械工程学报/Journal Journal of Drainage and Irrigation Machinery EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是由中国农业机械学会排灌机械学会和江苏大学流体机械工程技术研究中心共同主办的科技期刊，是中国科技类核心期刊、中国科技论文引文统计分析数据库来源期刊、中国期刊全文数据库（CJFD）全文收录期刊、中国学术期刊综合评价数据库（CAJCED）统计源期刊。主要报道党和国家有关排灌行业的方针政策、最新标准；报道排灌机械行业的新产品、新工艺及工程设计的新论点、新发明及具有研究意义的前沿课题；报道排灌机械行业的新产品、新工艺，报道机电排灌站新建、改造、管理等的新思路、新办法；并为各类企事业单位承办单位形象及产品宣传。
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    轴流式核主泵内部流动特性数值计算与试验

    蔡龙徐源龙云周震...
    1189-1195,1210页
    查看更多>>摘要：以轴流式核主泵为研究对象，采用数值模拟和试验验证相结合的方法，计算模型为SSTk-ω湍流模型，重点选取了 0。9Q，1。0Q与1。1Q工况，对轴流式核主泵内部流动特性进行分析，结合性能试验台完成试验验证。在分析计算结果时，重点考察了泵出口中心截面的速度流线图和速度分布云图，以此来深入探讨泵在不同流量条件下内部流动模式的差异及其演变趋势;提取叶轮与导叶叶片通道回转面的压力速度云图、叶轮叶片与导叶叶片的压力载荷曲线，对比分析不同流量下泵内部流动结构及其变化规律，进一步揭示叶轮和导叶内的流动分布及能量转换机制。通过试验对数值计算开展了对比验证，计算结果与试验结果基本吻合，扬程模拟值比试验值低3。87％，效率模拟值比试验值低1。94％。本研究深入揭示了轴流式核主泵内部流动特性，对充分认识核主泵水力结构与内部流动关联性至关重要，为轴流式核主泵的设计和性能优化提供参考依据。

    轴流式核主泵内部流动特性数值计算与试验湍流模型

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    核主泵电动机屏蔽套磁-热联合仿真

    刘奕新焦峰张志军袁寿其...
    1196-1202页
    查看更多>>摘要：为探究核主泵屏蔽电动机屏蔽套材料及厚度对涡流损耗的影响，以某功率为5。5 MW的AP1000屏蔽感应电动机为研究对象，应用低频电磁仿真软件Maxwell建立二维电磁仿真模型，对比3种材料(Hastelloy-C，Inconel，SUS316L)在不同尺寸下的屏蔽套涡流损耗。基于电磁仿真结果，运用磁-热联合方法，将涡流损耗值作为热源输入到核主泵电动机屏蔽套冷却模型中，通过ANSYS Fluent软件进行温度场和流场仿真。结果表明:相同屏蔽套尺寸下，材料Hastelloy-C的涡流损耗最小;相同材料下，屏蔽套厚度越小，涡流损耗越低;屏蔽套间隙流冷却系统入口到屏蔽套间隙温度变化剧烈，定子屏蔽套温度整体高于转子屏蔽套温度，两者温差约为20 ℃;屏蔽套上的压力分布不均匀，且沿轴向来流方向压力逐渐降低，降幅约为16。0 kPa。研究结果可为核主泵电动机屏蔽套的材料及厚度选择提供一定参考。

    核主泵电动机屏蔽套涡流损耗磁-热联合仿真

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    基于空泡溃灭势能的泵内空化空蚀特性

    李林敏宁望辉杨顺银陈小光...
    1203-1210页
    查看更多>>摘要：针对一双吸式离心泵内部空化流动特性及空蚀问题，开展了基于多相空化模型和空泡溃灭势能的泵内空化空蚀特性分析。基于流体体积法(VOF)和Schnerr-Sauer空化模型，并结合非定常RNG k-ε湍流模型，对双吸泵内全流场及空化流动特性开展了模拟分析。在此基础上，基于空泡溃灭势能建立空蚀风险评估方法，分析了由于泵内空化造成的空蚀风险区域。最后，基于熵产方法分析了空化造成的泵内能量损失特性及空泡产生溃灭与能量损失的关联。结果表明:该空化流动计算方法能准确模拟双吸泵扬程的变化趋势、空泡的产生过程以及空化时叶轮流道内的流动特性;空蚀风险预测结果表明:空蚀主要分布在叶轮吸力面及叶轮前盖板并位于空泡尾缘附近，且叶片表面的空蚀风险高于前盖板;泵内能量损失与空泡的产生溃灭密切相关，1个周期内能量损失极大值发生在空泡溃灭时刻。

    双吸泵空化计算流体力学空蚀多相流

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    离心泵水力优化问题代理模型性能的参数化

    甘星城裴吉袁寿其王文杰...
    1211-1220页
    查看更多>>摘要：为了解决离心泵水力优化问题中代理模型的选择与样本数量的确定缺乏系统理论依据的问题，基于3 400组不同的管道泵设计样本，针对离心泵优化设计中常用的3种代理模型(人工神经网络、响应面模型和克里金模型)进行了参数化分析。通过对比不同样本数量下3种模型的性能表现与预测精度，发现响应面模型在处理离心泵多参数优化问题时的拟合精度较差;而克里金模型和人工神经网络在单部件优化中表现出色。在多部件联合优化或复杂目标函数下，仅多隐藏层级联前馈神经网络具备一定的可靠性，但仍难以完全满足优化需求。此外，研究表明，当样本数较少(为参数总量的1。0～1。2倍)时，单隐层前馈神经网络的性能最优;而当样本数充足(大于参数总量的2。0倍)时，多隐藏层前馈神经网络与级联前馈神经网络表现出更高的可靠性。

    离心泵优化设计代理模型机器学习参数化分析

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    相同比转数轴流泵装置试验对比及选型应用

    韩逸徐鹏飞郭瑞柴耀...
    1221-1228,1248页
    查看更多>>摘要：为了研究同一比转数轴流泵在工程中应用的适应性，依托淮河入海水道二期工程宋潮站的设计参数，采用了等流量加大扬程的选型方法初步选型，基于同一比转数轴流泵(TJ04-ZL-11，ZM60A)分别进行装置模型试验研究，对比分析了泵装置的能量、空化、飞逸等方面性能。结果表明，TJ04-ZL-11水力模型泵装置在叶片角度为0°、泵装置设计扬程为4。61 m时，效率为73。04％;在泵装置最高扬程为8。42 m时，效率为66。17％。ZM60A水力模型泵装置在叶片角度为0°、设计扬程为4。61 m时，效率为73。96％;在泵装置最高扬程8。42 m时，效率为71。14％。空化试验结果表明，ZM60A水力模型空化性能要比TJ04-ZL-11号水力模型空化性能更好。ZM60A水力模型飞逸特性与TJ04-ZL-11号水力模型飞逸特性相比差别不大。同一比转数的轴流泵在性能方面仍存在差异，在宽扬程运行范围的工程应用中需要兼顾空化、飞逸等多方面性能进行选型。研究结果对类似工程的水泵选型具有一定的参考价值。

    轴流泵立式泵装置比转数模型试验水泵选型飞逸特性

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    泵站偏心渐缩式出水压力箱涵水力特性

    奚斌陈叶欣陈志刚沈世煊...
    1229-1235页
    查看更多>>摘要：为了改善偏心渐缩式出水压力箱涵内存在的偏流、回流、脱流等不良流态，采用物理模型试验和数值模拟相结合的方法研究其水力特性，对比了偏心渐缩式出水压力箱涵各方案的特征断面流态、横向流速分配比以及压强分布。研究表明:初步设计方案中，偏心渐缩式出水压力箱涵内存在偏流、回流、脱流等不良流态，其特征断面的横向流速分配比最大达到了-62。50％，长导流墩两侧压强差最大达到了 1 679。51 Pa;采用优化"导流墩位置+迎水角度+挑流底板结构"的组合方案后，消除了箱涵内存在的不良流态，其特征断面的横向流速分配比最小减到-5。19％，长导流墩两侧压强差最小仅21。21 Pa。在开启2#，3#，4#机组的典型运行工况下，应用该组合方案同样可以对流态进行优化。研究成果可以为类似出水压力箱涵的设计提供参考。

    偏心渐缩式出水压力箱涵水力特性物理模型数值模拟优化方案

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    仿生鳍式水下机器人轨迹优化运动控制

    徐晟最王伟王国顺赵文胜...
    1236-1242页
    查看更多>>摘要：为了解决目前仿生鳍式水下机器人普遍存在的推进效率低下、移动速度低的问题，同时考虑到除了仿生鳍的材质、形状外，鳍的振荡轨迹、幅值和周期也是影响机器人推进效率、移动速度的重要因素，由此对仿生鳍摆动轨迹展开研究，通过采取轨迹优化方法来提高机器人水下推进效率。首先对仿生鳍的水中振荡过程进行受力分析，建立鳍的水动力学模型。其次，采用轨迹优化的方法对仿生鳍在水中运动时的轨迹进行优化，优化幅值和周期，并分析优化前和优化后的轨迹差异。随后，利用基于增大系数与振荡幅值的非线性逆模型简化轨迹优化方法，缩短轨迹优化需要的时间，使得优化轨迹可以应用于机器人的实时控制中。最后仿真和试验结果表明，结合简化水动力学的轨迹优化方法能够提高仿生鳍式水下机器人的推进效率和移动速度。

    仿生鳍式水下机器人轨迹优化水动力学模型推进效率实时控制

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    真空破坏阀对虹吸断流管道的水锤防护效果

    饶天华秦战生刘绍谦杨春霞...
    1243-1248页
    查看更多>>摘要：针对虹吸断流结构管线水锤防护问题，运用Bentley Hammer软件进行水力过渡过程分析，提出了泵后液控蝶阀与真空破坏阀联合防护方案。结合管道压力控制标准，分析对比了在水泵事故停泵工况下真空破坏阀对虹吸结构处水锤的防护效果，同时对真空破坏阀在不同进口直径和不同整定值下的水锤防护效果进行了探讨分析。计算结果表明，增设真空破坏阀极大改善了虹吸处水锤负压，最低水锤负压为-3。69 m;真空破坏阀直径越大防护效果越好，最佳直径设置为管道直径1/3处;真空破坏阀整定值越大对水锤防护的效果越弱，整定值设为-3。80 m时管道水锤负压最小，整定值小于管道最小压力时阀不动作。该分析结果给真空破坏阀的选择提供了一定的参考，对虹吸断流结构输水工程水锤防护具有重要的意义。

    输水工程真空破坏阀虹吸断流液控蝶阀水锤负压

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    罗茨风机噪声产生与抑制研究现状及发展趋势

    吴凡张帆邢文帅赵菲菲...
    1249-1258页
    查看更多>>摘要：罗茨风机(Roots pump)运行时产生噪声较大的问题一直受人关注，首先介绍了罗茨风机的基本结构特点和工作原理，指出罗茨风机噪声产生来源主要包括壳体噪声、机械噪声和气动噪声，其次分析总结了近年来国内外学者在罗茨风机噪声控制方面所做的大量研究工作，主要包括噪声机理研究(通过试验和数值模拟深入了解噪声产生的机理，为噪声控制提供理论基础)、结构优化(优化风机的结构设计，如改进转子型线等措施减少噪声源)、外部降噪装置技术(增设如隔声罩、消声器等降噪装置以有效降低噪声传播)等方面，最后根据目前的研究成果对罗茨风机噪声控制研究的发展趋势进行了展望。提高数值模拟精度及效率，优化罗茨风机结构设计，研发新型降噪材料，创新噪声控制技术，提高噪声控制自动化水平将是今后罗茨风机降噪控制的研究重点。

    罗茨风机工作原理噪声抑制研究状况发展趋势

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    基于动态权重系数多目标优化组合的贝叶斯渗流参数反演及分析

    翟于广任杰南胜豪郭恒乐...
    1259-1265页
    查看更多>>摘要：现有的贝叶斯参数反演方法普遍存在计算耗时过长、计算精度较低、计算准确性较差等问题，对此基于多次尝试差分进化自适应Metropolis(MT-DREAM(ZS))算法，构建了一种更加合理的确定单一模型权重系数组合代理模型，并通过基于Pareto最优的动态权重系数多目标优化组合对模型进行修正。在贝叶斯方法中通过集成多元自适应回归样条(MARS)、人工神经网络(ANN)、随机森林(RF)这3种机器学习方法构建组合模型，并在充分考虑反演过程中不确定性的基础上，对渗流参数的后验分布情况进行推导。结合实际工程的监测数据，通过计算预测性能指标决定系数(R2)和均方根误差(RMSE)，对比分析该组合代理模型与其他模型的差距。结果表明，该组合代理模型的拟合精度高，预测效果好，相较于其他模型的提升幅度平均为15。00％～20。00％。将反演所得渗流参数运用到仿真模拟试验中的研究成果，为大坝渗流检测领域的发展提供了一种新的思路。

    贝叶斯理论参数反演MT-DREAM(ZS)算法组合代理模型多目标优化

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