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国家自然科学基金(51109094)

作品数:18 被引量:142H指数:7
相关作者:王春林赵斌娟陈汇龙叶剑罗波更多>>
相关机构:江苏大学更多>>
发文基金:国家自然科学基金江苏高校优势学科建设工程项目江苏省高校优势学科建设工程资助项目更多>>
相关领域:机械工程农业科学动力工程及工程热物理航空宇航科学技术更多>>

文献类型

  • 18篇中文期刊文章

领域

  • 16篇机械工程
  • 6篇农业科学
  • 2篇动力工程及工...
  • 1篇航空宇航科学...

主题

  • 4篇遗传算法
  • 4篇优化设计
  • 4篇数值模拟
  • 4篇离心泵
  • 4篇值模拟
  • 3篇多目标优化
  • 3篇压力脉动
  • 3篇液力透平
  • 3篇神经网
  • 3篇神经网络
  • 3篇双吸
  • 3篇双吸泵
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  • 2篇多目标优化设...
  • 2篇声压
  • 2篇声压级
  • 2篇双吸离心泵
  • 2篇响应面
  • 2篇响应面法
  • 2篇流致振动

机构

  • 17篇江苏大学

作者

  • 11篇王春林
  • 8篇赵斌娟
  • 6篇陈汇龙
  • 5篇仇晶
  • 5篇叶剑
  • 5篇罗波
  • 4篇夏勇
  • 4篇冯一鸣
  • 3篇杨晓勇
  • 3篇曾成
  • 3篇王瑜
  • 2篇侯多华
  • 2篇彭海菠
  • 2篇丁剑
  • 2篇张成虎
  • 2篇贾飞
  • 1篇刘栋
  • 1篇李长军
  • 1篇刘志斌

传媒

  • 8篇排灌机械工程...
  • 3篇农业机械学报
  • 2篇农业工程学报
  • 1篇工程热物理学...
  • 1篇机械工程学报
  • 1篇振动与冲击
  • 1篇核动力工程
  • 1篇Chines...

年份

  • 1篇2022
  • 1篇2020
  • 2篇2019
  • 2篇2017
  • 3篇2016
  • 4篇2015
  • 1篇2014
  • 4篇2013
18 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
基于RBF神经网络与DECIMO算法的螺旋离心泵多目标优化设计被引量:2
2022年
针对螺旋离心泵运行时性能普遍偏低的问题,以某一典型螺旋离心泵为研究对象,应用计算流体动力学软件CFX对螺旋离心泵进行数值计算得到其内部流动规律.以在设计流量工况下的扬程和效率作为优化目标,采用P-B试验与多因素方差分析筛选出优化变量,采用径向基(RBF)神经网络建立优化目标与优化变量之间的预测模型,并结合差分进化(DECIMO)算法在样本空间内全局寻优.取扬程最优、效率最优和初始个体进行数值计算,对比分析泵输送不同介质(清水与固液两相流体)时的流场及其外特性差异,并进行试验验证.研究结果表明:叶片轮毂进口角β_(1b)、叶轮出口宽度b_(2)、叶轮出口直径D_(2)和叶片包角φ是影响螺旋离心泵扬程和效率的显著因素;由RBF神经网络建立的预测模型精度较高;输送清水时,设计流量下扬程最优个体扬程为9.4 m,增长了13.5%;效率最优个体效率比初始个体提高了9.8%,优化效果显著.
张翔胡蓓蓓冯一鸣刘轲轲王春林
关键词:螺旋离心泵RBF神经网络数值模拟多目标优化
旋流自吸泵内部流场数值模拟及PIV试验被引量:1
2019年
为了获得旋流自吸泵的特殊蜗壳结构对于其自吸性能的作用,通过二维PIV测量和三维软件CFX,获得了3个测试工况下旋流自吸泵的内部流场和蜗壳内部的速度场.结果表明,导流壁与叶轮出口在蜗壳内形成的"喷嘴"和"扩压器"形状,分别促进了气-水混合液和气泡流的形成.通过"喷嘴"的液体,其流向涡量、旋转速度和流动均匀性得到提高.液体和叶轮流道1内的气体发生动量交换,气体被压缩并且分散成不同大小的气泡,而液体分散成液滴,形成气-水混合液.通过"扩压器"的气体被进一步压缩,大气泡破裂后形成无数微小气泡,而液滴积聚成液体,形成气泡流.气液分离室内形成2个大小和旋向不同的旋涡,由于离心力作用,气泡流中的气体和液体分离,气体从泵出口管逸出.液体分离回落被凸台阻挡,与凸台的碰撞使液体中夹带的气泡再次分离,而液体流回蜗壳,再次参与上述过程,直到空气从吸入管中排净.
刘轲轲王春林冯一鸣胡蓓蓓
关键词:旋流自吸泵CFD内部流场
基于NSGA-Ⅱ遗传算法高比转速混流泵多目标优化设计被引量:29
2015年
为进一步探索优化高比转速混流泵水力性能的方法,该文选用比转速为803的高比转速混流泵为研究对象,运用商用软件ANSYS CFX 15.0,选取剪切应力传输(shear stress transport,SST)湍流模型对其内部流动进行计算。以高比转速混流泵的水力效率、扬程为优化目标,采用给定沿叶轮叶片轴面流线的速度矩的分布规律来实现对叶片的间接参数化,以描述该速度矩分布的四次多项式的3个参数为优化变量。采用均匀试验设计安排样本空间,利用径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络拟合优化变量与优化目标间的映射关联,最后结合NSGA-Ⅱ遗传算法进行多目标寻优,取效率最优个体和扬程最优个体与初始模型进行分析:得到了上述3个个体的速度矩分布规律与各微元段包角沿轴面流线的变化趋势,效率最优与扬程最优时叶片包角,即各微元段包角之和,分别为75.15°、67.85°。给出了0.5倍叶高处叶轮导叶的相对流线、速度、静压分布以及0.2倍、0.5倍、0.8倍叶高处叶片相对弦长的静压分布。试验证明,效率最优个体的效率较初始个体提高了1.12%,与CFD(计算流体动力学,computational fluid dynamics)计算结果 1.33%接近。该优化方法改善了叶轮的水力特性,提高了高比转速混流泵的性能,为高比转速混流泵的优化设计提供了参考。
王春林叶剑曾成夏勇罗波
关键词:计算机仿真高比转速速度矩遗传算法
基于响应面法的消防泵S型叶片改进优化设计被引量:22
2013年
建立基于试验设计理论和响应面近似的S型叶片消防泵优化设计方法。定义最高效率、高效区范围及扬程在小流量区的稳定性为目标函数。以单级单吸离心泵MY56-50为初始模型,使用Bezier参数曲线拟合叶型曲面,得到叶片型线参数化模型。该方法以计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)的计算结果为基础,对9个叶片型线控制参数,共进行39次试验,即先进行9次单因素试验设计筛选出对目标影响显著的叶片型线控制参数,再由中心复合设计(Central compositedesign,CCD)所得的30次试验及响应面分析确定筛选参数的最优设计点。根据结果构造S型叶片型线控制参数与多目标函数的响应面近似模型,分析参数间的交互效应。对最优设计点的泵进行试验研究,CFD计算值与响应面近似值吻合,且较MY56-50模型泵在性能上有很大提高,扬程的稳定性高,完全达到消防泵的工况标准,表明基于试验设计和响应面的优化设计方法可用于S型叶片消防泵的优化设计。
王春林彭海菠丁剑刘栋
关键词:消防泵优化设计响应面法
基于响应面法的旋流泵优化设计被引量:13
2013年
以旋流泵最高效率、高效区范围及在小流量区的扬程-流量曲线稳定性为目标函数,先采用Plackett-Burman试验设计筛选结构参数,并根据结构参数对目标函数的影响将其划分为3个等级:显著因素、次显著因素和非显著因素;再由中心复合设计和Box-Behnken设计及响应面分析确定各级结构参数的最优设计点。该方法以CFD计算结果为基础,构造旋流泵的结构参数与多目标函数的响应面近似模型,分析了结构参数间的交互效应。对最优设计点的泵进行了试验研究,试验结果与CFD计算值吻合,在设计工况下效率的相对误差为4.89%,且较优化前的模型在性能上有明显改善,表明基于试验设计和响应面法可用于旋流泵的优化设计。
王春林彭海菠丁剑赵斌娟贾飞
关键词:旋流泵优化设计响应面法
基于RBF神经网络与NSGA-Ⅱ算法的渣浆泵多目标参数优化被引量:17
2017年
由于渣浆泵普遍存在扬程低于设计扬程、效率低、磨损严重等问题,该文选取比转速为75的离心式渣浆泵为研究对象,运用商用CFD求解软件Flunet,选取RNG k-ε湍流模型与欧拉两相流模型对其内部流动进行计算。以离心式渣浆泵的效率、高效区作为优化目标,结合Plackeet-Burman筛选试验,将渣浆泵叶片的进口安放角、出口安放角与叶片包角作为优化变量。采用均匀试验设计安排样本空间,利用RBF神经网络拟合优化变量与优化目标间的映射关联,基于NSGA-Ⅱ遗传算法进行多目标寻优。针对优化所得的Pareto解集,选取其中效率最优个体和高效区最优个体与优化前初始模型进行对比:分析了上述3个个体的通过数值模拟得到的性能曲线之间的差异,得到效率最优与叶片进、出口安放角、叶片包角为21.76?、23.43?、145.56?,高效区最优时为19.38?、22.68?、116.71?。通过试验验证,优化后个体性能得到显著提升,效率最优个体的效率较初始个体的效率提高了3.81%,高效区最优个体较初始个体高效区范围提高了4.33%。给出并分析了上述3个个体在叶轮流道中间剖面上固相相对速度矢量及湍动能分布、叶片工作面、叶轮后盖板的固相浓度分布差异。优化结果表明,该优化方法使叶轮的水力特性得到改善,提高了离心式渣浆泵的性能。
王春林冯一鸣叶剑罗波刘轲轲
关键词:数值模拟RBF神经网络多目标优化
液下泵内部非定常流动及噪声特性被引量:6
2020年
为研究液下泵内部流动的非定常特性及噪声规律,通过采用计算流体动力学软件ANSYS CFX15.0与LMS Virtual.lab声学仿真软件相结合的一种间接混合计算方法,对液下泵内部流场及其声场进行求解.在该计算方法中,对流场进行求解得到监测点的非定常压力脉动,从而获得非稳态的压力脉动频域特性规律;基于声学边界元法,对液下泵蜗壳偶极子内场噪声和叶片偶极子内场噪声进行求解,获得了边界元表面的声压级分布以及典型场点的声压频率曲线.计算结果表明:叶片扫掠过程中与蜗壳隔舌的相互作用产生较大的压力脉动,隔舌附近的噪声是流动噪声的主要噪声源;声压级在叶片通过频率及其谐频时达到极大值,随频率的增大,声压级极大值都呈现衰减状态.研究结果可为液下泵的后续降噪分析提供一定的理论基础.
王春林刘轲轲罗波冯一鸣
关键词:液下泵压力脉动声压级
双吸离心泵正反转工况流致振动噪声研究被引量:7
2017年
为深入了解双吸离心泵运行的振动噪声规律,以某一双吸式离心泵为研究对象,基于声学间接边界元法(IBEM),采用LMS Virtual-Lab分析计算平台,进行基于泵壳模态的强迫振动响应计算。然后根据泵壳模态强迫振动响应计算与声学间接边界元的声学波动方程求解耦合方程,得到双吸泵在液力透平工况和泵工况下外辐射声场的声压级指向分布和声压级分布。结果表明:偶极子声源是流体噪声的主要声源;在蜗壳隔舌处非定常脉动力是主要的噪声源;叶频及其倍频是双吸泵外辐射声场噪声的主要诱导频率;泵壳发生了共振,所以声振耦合的作用不可忽略。研究揭示了双吸泵作液力透平及泵工况内部流动诱发的外辐射声场的声振耦合计算规律,为后续减振降噪研究提供了理论基础。
王春林罗波夏勇曾成叶剑
关键词:双吸泵液力透平声振耦合
Hydraulic Optimization of a Double-channel Pump's Impeller Based on Multi-objective Genetic Algorithm被引量:11
2015年
Computational fluid dynamics(CFD) can give a lot of potentially very useful information for hydraulic optimization design of pumps, however, it cannot directly state what kind of modification should be made to improve such hydrodynamic performance. In this paper, a more convenient and effective approach is proposed by combined using of CFD, multi-objective genetic algorithm(MOGA) and artificial neural networks(ANN) for a double-channel pump's impeller, with maximum head and efficiency set as optimization objectives, four key geometrical parameters including inlet diameter, outlet diameter, exit width and midline wrap angle chosen as optimization parameters. Firstly, a multi-fidelity fitness assignment system in which fitness of impellers serving as training and comparison samples for ANN is evaluated by CFD, meanwhile fitness of impellers generated by MOGA is evaluated by ANN, is established and dramatically reduces the computational expense. Then, a modified MOGA optimization process, in which selection is performed independently in two sub-populations according to two optimization objectives, crossover and mutation is performed afterword in the merged population, is developed to ensure the global optimal solution to be found. Finally, Pareto optimal frontier is found after 500 steps of iterations, and two optimal design schemes are chosen according to the design requirements. The preliminary and optimal design schemes are compared, and the comparing results show that hydraulic performances of both pumps 1 and 2 are improved, with the head and efficiency of pump 1 increased by 5.7% and 5.2%, respectively in the design working conditions, meanwhile shaft power decreased in all working conditions, the head and efficiency of pump 2 increased by 11.7% and 5.9%, respectively while shaft power increased by 5.5%. Inner flow field analyses also show that the backflow phenomenon significantly diminishes at the entrance of the optimal impellers 1 and 2, both the area of vortex and intensity of vortex decreases in the whol
ZHAO BinjuanWANG YuCHEN HuilongQIU JingHOU Duohua
关键词:多目标遗传算法水力优化CFD计算
791翼型水动力性能的多目标遗传优化被引量:5
2016年
首先采用贝塞尔曲线参数化翼型背面型线,控制翼型的厚度变化规律;其次,通过均匀试验设计方法和人工神经网络建立背面型线控制点与翼型性能参数之间的近似模型;最后通过多目标遗传算法优化791翼型的背面型线,获得具有较好绕流特性下的厚度变化规律.以791翼型的升阻比F最大化和阻力F_D最小化为优化目标,以贝塞尔曲线的控制点为优化变量进行计算.优化结果表明:单纯地以翼型升阻比和阻力为优化目标时,优化后翼型阻力最大减小了4.17%,升阻比最大增加了15.33%,"失速"冲角增大;优化后翼型的最大厚度的位置更加靠近来流方向,出现在弦长约0.390处,最大厚度增加,约为弦长的0.090;当改变优化目标时,该多目标优化策略可也以较好地优化翼型的结构,提高翼型的绕流性能,可为其他流体机械的优化方法研究提供一定的参考.
王瑜赵斌娟陈汇龙仇晶赵尤飞
关键词:贝塞尔曲线水动力性能
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