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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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收录年代

    基于高维混合模型的离心泵叶轮子午面优化设计

    张金凤俞鑫厚高淑瑜曹璞钰...
    325-332页
    查看更多>>摘要：为提高离心泵在设计工况下的运行效率和扬程,提出一种基于高维混合模型的离心泵叶轮优化设计方法.选取一台比转数为 157 的单级离心泵作为研究对象,通过CFturbo软件对优化变量进行参数化,然后结合数值模拟获得高维混合模型的训练集.在此基础上采用获取的训练集通过MATLAB机器学习得出效率、扬程与优化参数之间关于支持向量回归的高维模型,并采用遗传算法寻优.在设计工况下,所拟合的高维混合模型预测的效率和扬程值比原模型分别高1.5%和 3.2 m,数值模拟验证优化方案的效率和扬程分别比原模型高0.9%和 2.1 m.算例研究表明,将高维混合模型应用于离心泵叶轮的优化设计中可以实现快速寻优并提高离心泵水力性能.

    离心泵遗传算法优化设计支持向量机混合模型数值模拟

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    立式自吸泵前口环几何参数对其自吸性能的影响

    赵伟国强欢欢许强刘明建...
    333-341页
    查看更多>>摘要：为探究立式自吸泵前口环几何参数对其自吸性能的影响,以 350WFB-1200-50 型外混式无密封立式自吸泵为研究对象,在保证自吸泵其他参数不变的情况下,通过改变前口环间隙δ和前口环长度l的数值大小,共设计 20 种方案.利用数值计算和试验验证相结合的研究方法,通过定常数值计算得到不同方案外特性曲线图及前口环进出口压差图;通过非定常数值计算得到不同方案不同时刻中间截面气体体积分布云图、不同方案自吸泵出口含气率变化图及不同方案自吸完成时间曲线图来研究立式自吸泵前口环几何参数与其自吸性能的关系.研究发现:前口环间隙δ和前口环长度l对自吸泵自吸性能均有影响,适当减小前口环间隙δ和增大前口环长度l均能提高自吸泵自吸性能,且当前口环间隙δ过大时,其对自吸泵自吸性能的影响大于前口环长度l对自吸泵自吸性能的影响.

    立式自吸泵前口环间隙前口环长度自吸性能自吸时间

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    液环式航空燃油离心泵自吸性能

    张岭杨兴李一鸣王凯...
    342-349页
    查看更多>>摘要：基于Mixture模型对液环式航空燃油泵进行自吸阶段的非稳态数值计算,研究自吸过程中燃油泵内气液两相分布的变化过程,对不同时刻下燃油泵内部含气率、气液两相分布、压力及速度流线、熵产率和湍动能变化规律进行分析.结果表明:燃油泵的吸气和排气主要集中在自吸过程的前期和中期;随着自吸时间的增加,各监测面的含气率逐渐降低,当自吸时间为3.00s时,蜗壳出口含气率接近于0,自吸过程结束;泵内压力随相对距离的增加而增大,泵内同一相对距离平面压力随自吸时间的增加而增大;在气液混合时,高速区域主要集中在叶轮中间流道和蜗壳壁面处,低速区域则集中分布在隔舌附近和导叶出口;随着自吸过程的进行,泵内湍动能和熵产率也随之增大,泵内能量损失增大,主要集中在叶轮叶片、导叶叶片和蜗壳出口处.

    液环式航空燃油离心泵自吸性能含气率熵产率

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    叶片安放角对微型轴流式水轮机性能的影响

    杨孙圣赵尔策孔祥序
    350-357页
    查看更多>>摘要：为探究叶片安放角对微型轴流式水轮机水力性能的影响,以一比转数为 548 的微型轴流式水轮机为研究对象,在不改变其他几何参数的前提下,仅偏置转轮叶片各翼型剖面,得到 7 个不同叶片安放角的转轮;在试验验证的基础上,通过全流场数值计算,分析了改变叶片安放角对微型轴流式水轮机水力性能的影响.结果表明:随着叶片安放角的减小,在相同流量下水轮机的水头与出力均增大,高效率区域向小流量区域偏移,水轮机可高效运转的范围有一定程度的增大;随着叶片安放角的增大,水轮机的水头与出力减小,高效率区域向大流量区域偏移.适当减小叶片安放角的水轮机能在较大水头(流量)变化范围内维持较好的性能.其中,安放角为-4°的水轮机最高效率达到 82.13%,高效率区的范围最大.该研究可为微型轴流式水轮机转轮的设计提供一定参考.

    微型轴流式水轮机叶片安放角数值计算水力性能高效率区

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    自循环机匣提高轴流泵稳定性的参数化研究

    童志庭原野张志民张超...
    358-364页
    查看更多>>摘要：为了探究有效扩大轴流泵稳定运行范围的方法,针对轴流泵进行自循环机匣处理的单通道定常数值模拟,分析周向覆盖比例、抽吸口位置和喉部高度对水泵扩稳性能的影响规律,并揭示自循环机匣对轴流泵扩稳的改善机理.结果表明,抽吸口位置保持不变,扩大周向覆盖比例和喉部高度都可以增大流量裕度,但设计点效率降低;喉部高度为 1.8mm的自循环机匣流量裕度随着抽吸口位置的后移先增加后降低,效率先降低后增加,说明在叶顶上方存在一个最佳位置.在研究的范围内,流量裕度最大达到 5.93%,设计点的效率最低降低 1.12%.通过自循环机匣处理,使叶顶泄漏流与主流在叶顶上方相互作用形成的堵塞区面积有所减小,从而可以扩大轴流泵流量范围和提升小流量工况效率.该研究可为轴流泵在自循环机匣的端壁处理方式下扩稳提供参考.

    轴流泵自循环机匣处理流量裕度设计点效率叶顶泄漏流

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    仿鸮翼型风力机叶片气动弹性变形分析

    陈坤赵培尧冯文慧贵红亮...
    365-372页
    查看更多>>摘要：为抑制风力机叶片的气动弹性变形,提出一种用于大型风力机的仿鸮类翼型改型设计方案.通过单向流固耦合方法分析了仿生翼型对叶片气动弹性变形的影响,并通过模态分析和共振响应阐述了仿生翼型抑制叶片气动弹性变形的机理.结果发现:与模型叶片相比,仿生翼型叶片气动弹性变形量降低了 11.05%.仿生翼型使叶片压力面应力分布趋势发生改变,使叶片压力面的最大应力值由叶中转移至前缘.仿生翼型使叶片上下表面的压力差提高,且吸力面的压力值约为原来的 2 倍,使叶片提高了在挥舞方向的抗变形能力.同时,叶片的气动性能有所提高.仿生翼型使叶片的一阶至六阶固有频率升高;仿生翼型使叶片在挥舞方向上的共振变形量减小了89.23%,叶片的共振速度和加速度幅值也降低了.故仿生翼型能够有效抑制叶片的气动弹性变形,其设计方法及结论可为抑制大型风力机叶片的气动弹性变形研究提供一种新思路.

    风力机叶片气动弹性变形仿鸮翼型单向流固耦合固有频率

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    有压与无压交接水力系统有限体积法模拟分析

    吴金远周领胡垠盈许宇阳...
    373-379,387页
    查看更多>>摘要：针对含无压段的长距离调水工程,采用二阶Godunov格式的有限体积法进行有压与无压交接水力计算模拟.首先根据有限体积法,分别对有压与无压的控制方程离散,采用Riemann求解器计算通量,并引入MINMOD斜率限制器进行数据重构.边界处采用虚拟边界,实现了计算区域与边界处的统一.在 1 个无压计算时步内,进行数个有压计算,从而实现有压与无压的交接计算.将所建模型与传统特征线法计算结果进行对比,验证了所建模型的精确性.结果表明,在库朗数小于 1.00 时,MOC在有压流与无压流均会产生较大的计算误差,而FVM计算更加准确.对比了有压与无压交接水力计算结果与有压段独立计算的结果,后者结果更加保守,工程经济性较差,证明了提出的有压与无压的交接水力计算的必要性与准确性.

    有压管流明渠流有限体积法Godunov格式水力瞬变

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    基于动态边界的90°弯管壁面渐进磨损特性

    陈雨李仁年韩伟周巍巍...
    380-387页
    查看更多>>摘要：固定边界磨损预测方法只能得到磨损初始边界状态下的磨损特性,无法获得壁面破坏后的流场动力学响应.由此,基于计算流体力学提出动态边界的水力机械过流壁面渐进磨损数值预测方法,通过研究 90°弯管在不同磨损时刻的磨损表面形貌,流场特性、磨损特性和颗粒冲击特性,揭示由于过流壁面磨损形貌演变引起的多相流特性和磨损演变机理.研究结果表明:在来流速度 6.3 m/s、颗粒体积分数为0.35%的 90°弯管中,磨损主要集中在末端(50°～90°)内壁附近,且在20 000 h以后,外侧内壁的平均磨损率与内侧之比增大到2 倍附近;颗粒冲击速度呈现先增加后减小的规律,最大变化量为0.81 m/s,而颗粒冲击角度呈现近乎线性增加,平均最大增幅为1.13°;此外,磨损坑内颗粒冲击速度减小,磨损坑边缘冲击速度增加,说明随着磨损时间的增加磨损范围会进一步扩大,研究结果为弯管的磨损防护提供了一定的参考.

    90°弯管动态边界磨损数值预测磨损机理流动特性

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    考虑表面粗糙度与空化效应的组合密封润滑分析

    张毅熊子杰李大建熊思阳...
    388-394,425页
    查看更多>>摘要：为了研究表面粗糙度及空化效应对压裂泵柱塞密封副密封性能的影响,基于稳态Reynolds方程,建立了粗糙峰和空化效应影响下组合密封的弹流润滑数值模型.在数值模拟基础上,采用有限体积法求解稳态Reynolds方程,研究了密封副在表面粗糙度影响下的油膜厚度、油膜压力、油膜流速分布规律,以及不同的往复速度和滑环表面粗糙度对密封性能的影响.结果表明,外行程流体动压效应微弱,油膜在空气侧附近会出现空化现象;较高的往复速度有利于减小泄漏量及摩擦阻力;滑环表面粗糙度从0.8μm增加到 1.8μm时,净泄漏量与外行程摩擦力分别升高了 180.4%和 11.17%.因此,在工作过程中应设置较高的往复速度和使用较低粗糙度的滑环以提高密封性能.

    压裂泵柱塞密封副表面粗糙度混合润滑模型密封性能

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    基于Omega涡识别方法的径流式水涡轮尾水管涡带特性

    蒋宇浩汤玲迪
    395-402页
    查看更多>>摘要：为了研究水涡轮尾水管的涡带特性与Omega涡识别方法对尾水管涡带的识别效果,对比了Q准则和λ2 准则以及Omega涡识别方法对尾水管涡带的识别效果,并基于Omega方法和降维的Omega方法分析了不同工况下尾水管的涡带特性.结果表明:对于径流式水涡轮,通过合理调整阈值,Q准则和λ2 准则以及Omega涡识别方法均能识别到清晰合理的尾水管涡结构,而Omega方法阈值选取区间较小且具有不敏感性;水涡轮尾水管在小流量工况时会出现较长的涡带,不利于机械的稳定性.同时运用二维Omega涡识别方法与拟涡能指标,在不同工况下对尾水管各监测面进行定量分析,确定涡量浓度高的区域,研究尾水管的能量耗散规律.结果发现,尾水管进水口到弯管之间的区域涡量浓度最高,能量耗散最大,流态最不稳定,这可为该型式水涡轮的结构优化提供理论参考与数据支撑.

    尾水管涡带涡识别数值模拟Omega方法拟涡能

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