矩形开敞式进水流道的优化设计及数值模拟

对某项目的矩形开敞式进水流道在两个不同运行工况下进行模拟分析,发现即使已采用了进水伞,矩形进水流道自由液面上仍存在大量的旋涡,并且旋涡向水下延伸,对水泵进口流动产生了不利影响。在流动分析结果的基础上对该矩形进水流道进行了两种方案的优化设计,模拟结果显示,两种优化方案矩形进水流道自由液面上的旋涡均减小,各工况下进水流道的水力性能均有不同程度的改善。对比两种优化方案分析结果,优选流道后壁形状为类似“ω”的优化方案作为最终优化方案,以为叶轮提供更好的入流条件。本次优化设计也可为类似的矩形开敞式进水流道设计及优化提供参考及依据。     

泵站进出水流道优化设计目标函数研究

进出水流道对泵站整体水力性能影响较大，本文在总结前人研究成果的基础上，提出了改进的基于质量加权的流速均匀度优化设计目标函数，首次给出了出水流道效率、出水动能回收系数优化设计目标函数表达式，对泵站设计具有指导意义和参考价值。     

双向进出水流道模型试验研究

结合双向进、出水流道泵装置模型试验，重点对双向出水流道的过流特点以及流态进行了观测和分析。通过试验，比较了不同方案的优劣，同时提出了改善出水流道内流态的措施。该研究对同类泵站的水泵选型和流道设计有参考价值。     

泵站出水流道标准化设计与模型水力损失试验

设计和制作了大型低扬程泵站常见的虹吸式、直管式和钟形三种标准化模型出水流道。构建了模型试验装置和测试系统,对三种模型出水流道的水力损失特性进行了测试比较,观测了各流道内流态。试验结果表明,虹吸式出水流道局部阻力系数（ξ=0．7～0．8）较直管式（ξ=0．55～0．6）和钟形（ξ=0．6左右）大,而直管式和钟形局部阻力系数较接近。流态观测结果表明,虹吸式与直管式流道内水流平顺,而钟形出水流道出水流呈现螺旋运动,湍动明显。     

钟形进水流道吸水室的后壁距研究

基于标准的k-ε双方程紊流模型,采用SIMPLEC算法,在贴体坐标系下,通过求解三维雷诺平均的Navier-Stokes方程,对半圆形和蜗形两种钟形进水流道吸水室内部流动进行了大量数值模拟,并在流场数值模拟的基础上对这两种吸水室的后壁距进行了研究,给出了具有较好流场以及出口流速均匀度的后壁距范围和最优值:半圆形吸水室后壁距XT=(0.8～1.2)D0,蜗形吸水室后壁距XT≤1.3D0,最优值均为最大值.     

博斯腾湖东泵站水泵装置进出水流道优化水力设计

博斯腾湖东泵站扬程较低,进、出水流道形状复杂,压力场分布不均匀,水力损失在水泵装置中所占比重较大,故对泵站进出水流道进行优化数模计算以提高泵站水泵装置效率是非常必要的。     

泵站进水流道的两种基本流态

概述开敞式流道、斜式流道、肘形流道、钟形流道、簸箕形流道以及方箱式双向流道等各种形式的泵站进水流道内水流的基本流动形态,并从流体动力学的角度,将进水流道分为单面进水和四面进水两种基本类型。     

泵站钟型出水流道水力特性试验及内流场分析

设计制作了一个钟型出水流道模型,测试了流道的水力损失,观测流道内的流态。采用雷诺平均纳维-斯托克斯方程（RANS）和标准k-ε湍流模型,运用SIMPLEC算法,对钟型出水流道内的流动进行了三维湍流数值模拟,揭示了钟型出水流道蜗壳内流场及特征断面速度分布规律。     

船用吹除阀的优化设计与数值研究

基于CFD技术,以静压进口和静压出口作为边界条件,采用标准k-ε湍流模型对8种不同阀芯结构和进口流道形状的船用吹除阀内部流动特性进行数值研究。研究结果表明,阀芯结构对质量流量的影响较小,影响偏差值为0.18kg/s;进口流道形状对质量流量影响较大,影响偏差值为1.41kg/s。阀芯结构对内部流动影响较小,进口形状对内部流动具有较大影响,锥管进口的速度变化梯度高于直管进口,锥管进口涡的强度大于直管进口。船用吹除阀设计时,建议采用Rt=2mm的弧形阀芯和直管进口形式.     

肘杆式数控转塔冲床运动和动力学分析与设计优化

在通用计算机符号演算软件Mathematic5.2的环境下,对新型肘杆式数控转塔冲床运动学展开分析,并根据滑块行程设计传动系统各杆件的长度.同时对该冲床机身进行动力学分析,用Lanczos方法求出优化前后机身的前10阶固有频率以及振型.运用COSMOS有限元软件对该冲床的机身进行有限元分析与计算,研究其机身的变形和应力分布情况.根据分析结果,对机身结构进行了优化设计.     

立式轴流泵装置流道内部流动特性及消涡试验

采用数值计算和高速摄影技术研究分析了立式轴流泵装置的箱涵式进水流道水力特性,数值预测的附底涡与高速摄影捕捉到的附底涡均发生于喇叭管正下方,各工况时附底涡的运动轨迹较为一致,表明了数值计算的有效性。相比无消涡锥的进水流道,有消涡锥时进水流道出口断面的轴向速度分布均匀度平均提高了0.423%,速度加权平均角平均提高0.397°。设计的复合型消涡短锥可消除各工况运行时箱型进水流道附底区的涡带,提高泵装置运行的安全可靠性。对于箱涵式进水流道,为保证泵装置的安全稳定运行,需在流道附底区设置消涡装置。     

污水处理搅拌机的水力设计与试验研究

针对目前国内污水处理搅拌池内流场测试研究空白,为研究污水处理搅拌机性能,选用NACA翼型,应用升力法对污水处理搅拌机叶片进行水力设计,并对搅拌池内流体流场分布进行试验研究。在设计的试验台上,利用流速仪,通过空间布点测量了污水搅拌池内不同位置的流体速度。利用EXCEL软件绘制了污水处理搅拌池内不同位置截面上的流体速度分布图,分析了池内流体速度分布规律。流体速度沿着轴向传递明显,流体径向扩散相对较小,且污水搅拌池内流体的流速基本沿污水处理搅拌机轴对称分布。试验表明:该测量方法可行,且该污水处理搅拌机具有明显的轴向导流和减少池壁边界对池内流体的影响作用。     

双进气高效离心风机的设计优化

本文以对双进气离心式通风机进行优化设计为目标,以单进气离心风机模型、双进气叶片对齐离心风机模型及双进气叶片错位离心风机模型为研究对象,用CFX软件分析三个模型的流场分布,并计算其流量、全压和效率关系,研究其流场分布。本文提供了双进气离心风机基础设计。     

优化数学模型的分析诊断与特征识别

介绍了对优化数学模型进行分析诊断的方法,用它可以分析诊断该模型中存在的各种问题和错误,并能识别优化数学模型的各种特征。     

基于CAE技术的阅读器注塑模具优化设计

针对浇注系统平衡流动对组合型腔注塑模具的重要性,采用CAE技术对充填过程进行模拟,并根据模拟结果优化模具浇注系统尺寸,实现阅读器组合型腔模具浇注系统的平衡流动。     

超声抛光变幅杆动态分析及其优化

超声抛光方法是解决模具内腔抛光这一模具加工瓶颈的有效手段之一,而超声变幅杆的性能对于超声加工来讲至关重要。本文根据变幅杆理论设计方法设计了适用于自动超声抛光设备的变幅杆,并使用有限元技术对四种类型的变幅杆进行了模态分析和谐响应分析,然后以稳定性最好的圆锥形变幅杆为基础进行了优化设计,得到了稳定性较好且放大系数较大的综合性能优良的变幅杆。     

基于响应面法的液压平板车车架结构优化

针对传统机械设计以应力强度为基础,其结果往往不是最优解的问题,采用应力试验法及有限元分析法获得了车架的危险部位,即车架横梁之间的腹板孔口倒角处存在明显应力集中。因此取车架腹板开孔孔长、宽及倒圆半径为设计变量,对车架结构进行了优化设计。采用回归的正交设计理论,结合ANSYS液压平板车车架的参数化有限元模型,得出了车架腹板最大应力的响应面函数。运用MATLAB优化工具箱得到可靠度指标,最终实现了以可靠度为目标的车架结构优化,优化结果使得结构在安全可靠的前提下更轻。      

清洗机斜盘轴向柱塞泵流道的流场仿真与结构优化设计

分析了清洗机斜盘轴向柱塞泵出水端吸液阀流道的流场力学特性并对其流场进行了数值仿真。在流场仿真结果基础上,对现有泵头文丘里流道的喉管直径与进口直径的收缩比、喉管段长度、渐缩角度和渐扩角度进行了优化。计算机仿真及实验结果表明：优化方案达到了减小文丘里流道压力损失和溢流阀平衡压力的目标,提升了清洗机斜盘轴向柱塞泵整体性能。     

无油螺杆压缩机装配间隙的优化设计

基于无油螺杆压缩机的结构形式,利用有限元分析方法,建立三维模型,对转子的热、力变形进行分析.采用流固耦合的分析方法,优化螺杆转子的温度场分布.分析结果表明,螺杆转子的温度场分布更接近实际,同时压缩机冷态间隙的设置不仅需要考虑转子的热膨胀,还需要考虑气缸体的热力变形.在工程实际中,根据有限元分析的结果,对压缩机各泄漏间隙的冷、热态装配值进行对比,调整实际间隙值,从而实现间隙的优化设计.