一、虚拟原型技术在离心泵设计中的应用研究（论文文献综述）
刘锋[1]（2021）在《基于动态RBF与改进的NSGA-Ⅱ离心泵叶轮优化方法研究》文中研究表明离心泵在石油、化工、舰船、航空航天等领域有着重要的应用,但因其内部复杂流动的约束,导致其水力优化难以进行。由于离心泵叶片形状、水力性能和内部流动结构之间的复杂关系,在获取优化目标值时耗时较长,通常利用代理模型来预估样本的目标函数值。RBF神经网络可以根据训练样本数据构建任意问题的输入数据和输出数据的非线性映射关系,被大量应用于离心泵优化。在离心泵多目标优化过程中,传统的NSGA-Ⅱ算法存在迭代时间长,计算量大的缺点,以及传统的RBF神经网络代理模型在迭代过程中存在随着预测的样本逐渐远离初始样本集,预测精度会逐渐降低的问题。本研究提出了一种改进NSGA-Ⅱ算法以及动态RBF神经网络代理模型策略,利用改进后的NSGA-Ⅱ算法和改进后的RBF神经网络代理模型进行离心泵的多目标优化。主要的研究内容有:（1）提出了一种动态RBF神经网络的策略,并利用测试函数对改进后策略进行验证,动态RBF代理模型能够有效地提升优化效果。以MH48-12.5型低比转数离心泵为研究对象,利用拉丁超立方法设计40个样本,利用参数化方法绘制叶片型线,利用CFD数值模拟获得样本数据,训练静态RBF代理模型对其叶轮进行多目标优化。对比分析传统NSGA-Ⅱ算法结合动、静态RBF神经网络代理模型多目标寻优的结果,可知由动态RBF神经网络代理模型的Pareto前沿全部优于静态代理模型。由CFD数值模拟对两个前沿的扬程最高设计和效率最高设计进行了验证,结果表明NSGA-Ⅱ动态RBF算法优化结果优于传统的静态RBF方法。（2）提出了一种基于父代分区策略的NSGA-Ⅱ算法,并利用测试函数对改进后的NSGA-Ⅱ算法进行多目标优化效果验证,改进后的NSGA-Ⅱ算法能够明显地加快迭代速度,减少计算时间。对MH48-12.5型低比转数离心泵叶轮进行多目标优化,对比分析改进前、后的NSGA-Ⅱ算法利用静态代理模型寻优的Pareto前沿,其Pareto前沿基本重合,但改进后的NSGA-Ⅱ算法减少了迭代次数,节省了时间,并利用CFD数值模拟对其扬程最高设计和效率最高设计进行了验证,证明了其可靠性。（3）利用基于父代分区策略的NSGA-Ⅱ算法和动态RBF神经网络的策略对MH48-12.5型低比转数离心泵进行多目标优化,结果显示其可以用于离心泵的多目标优化,相比于传统NSGA-Ⅱ与动态RBF神经网络的策略,其Pareto前沿基本重合,迭代次数明显减少,节约了优化时间,相比于传统的NSGA-Ⅱ算法和RBF代理模型,其可以有效地提升优化效果,减少多目标优化设计的时间和计算量,利用CFD数值模拟对其扬程最高设计和效率最高设计进行验证,结果显示改进后的算法所得扬程最优设计的扬程比原型泵高3.60%、比原始算法所得扬程最优设计高1.35%;改进后的算法所得效率最优设计的效率比原型泵高4.90%、比原始算法所得效率最优设计高1.82%。验证了基于父代分区策略的NSGA-Ⅱ算法和动态RBF神经网络的策略的可靠性和优越性。（4）选取基于父代分区策略的NSGA-Ⅱ算法和动态RBF神经网络的策略所得Pareto前沿的扬程最优设计和效率最优设计进行CFD数值模拟计算,并与原始设计的外特性曲线、湍动能、压力、速度以及与原泵体匹配度进行对比,结果显示优化后的设计优于原始设计。
李春蓄[2]（2021）在《汽车发动机冷却水泵设计及流场试验研究》文中指出汽车发动机冷却水泵是发动机冷却系统中的关键性部件,冷却水泵的性能直接决定发动机能否长时间高效运转,但目前发动机冷却水泵仍存在效率低下、耗能较高等问题。为此本文以465Q发动机冷却水泵为研究对象,通过水泵结构设计、CFD数值模拟、试验台试验对比相结合的研究方法,研制出一款具有新型水力特性的冷却水泵。论文主要工作内容如下:1.针对汽车发动机冷却系统及冷却水泵的结构形式、工作原理进行简要介绍;通过阅读大量文献对国内外汽车发动机冷却水泵研究背景及研究现状进行概括总结。2.在不改变水泵安装尺寸的前提下,通过采用非等变角螺旋线叶型、半开式叶轮、后弯式叶片及110°包角等完成新型叶轮及水泵蜗壳的参数设计。3.对原型水泵及新型水泵进行三维建模,利用ICEM软件获得流体域网格模型;运用Fluent仿真软件采用SST k-ω湍流模型、SIMPLEC算法对新旧水泵进行数值模拟计算;对比分析不同工况下新旧水泵内部压力分布云图、速度分布云图、叶轮速度矢量图及汽蚀分布云图,结果表明:1)额定转速下随流量增加水泵内部压力升高,叶轮进出口速度增大,原型水泵出现较为明显的旋涡现象;2)额定流量下随转速升高水泵进口压力降低,出口压力增大,叶轮进出口速度增大,高转速下原型泵内速度过渡性较差,造成较大冲击损失。3)原型泵及新型泵汽蚀发展规律较为一致,汽蚀区域均由初始中轴位置逐渐向叶片流道内扩散。4.利用多工况模拟仿真数据计算获得新旧水泵外部特性参数,完成对设计新泵的性能预测。结果表明:新型冷却水泵额定工况下较原型泵功率降低0.0375k W,效率提高5.18%,完成冷却水泵性能提升。5.试制新型冷却水泵样机并自主设计搭建了冷却水泵试验平台。利用水泵试验平台对新旧水泵在n=3000r/min,qv=40L/min,80℃额定工况下分别进行性能测试,试验结果表明:1)额定工况下,新型冷却水泵较原型泵功率降低0.0381k W,效率提升4.59%;2)通过对比额定工况下仿真及试验数据,其两者最大相对误差为9.4%;3)对比额定工况下模拟与试验性能曲线,发现其变化趋势一致且吻合度较高,证明了数值模拟的真实性及有效性。6.利用水泵测试平台对新旧水泵选取4种流体温度75℃、80℃、85℃、90℃下5种转速1000 r/min、1500 r/min、2000 r/min、2500 r/min、3000 r/min进行性能测试,结果表明:1)相同转速下,水泵扬程及效率与温度成正相关,水泵功率与温度成负相关。2)额定温度下,水泵扬程及功率随转速升高而增大,最大效率点随转速升高逐渐向大流量方向偏移。
钱晨[3]（2021）在《双壳体多级离心泵（BB5）轴向力平衡特性分析及水力性能优化》文中认为双壳体节段式多级离心泵（BB5）是离心泵类供压等级最高的一类泵,其承压最高可达几十兆帕,BB5的制造水平代表了国际泵类产品发展的方向。随着石油化工、煤炭开采、钢铁除杂以及火力发电等行业的不断发展,装置设备逐渐趋向于大型化和高压化,BB5被越来越多的应用在上述行业中。目前我国BB5的芯包生产多以引进为主,关键核心技术受制于人,因此具有自主知识产权的高端BB5研发迫在眉睫。BB5由于使用过程中轴向力大,易出现断轴、平衡设备烧损等故障,严重影响泵的安全运行。因此,本文以11级双壳体节段式多级离心泵（兰州石化公司甲乙酮原料泵）为研究对象,采用理论分析、数值模拟与实验相结合的方法对轴向力平衡特性及水力性能优化进行研究,旨在为其“高效和长周期的运行”提供理论及应用指导,主要工作及研究成果如下:（1）以甲乙酮装置的现场综合实验系统为依托,采用原料泵的真机循环实验对不同工况下,双壳体多级泵的水力性能、前后轴承温度和振动进行了测试,并与数值模拟结果相比较。研究显示,基于雷诺时均的CFD方法可较准确预测不同工况下泵的外特性,发现泵后轴承温度的实验值与剩余轴向力的模拟值随流量变化具有一定的相似性规律,可通过监测泵后轴承的温升间接判断剩余轴向力的变化情况,该研究成果可为泵剩余轴向力的实验监测提供参考。（2）基于Navier-Stokes方程,将平衡鼓两侧腔液体流动近似成圆周剪切流和径向压差流叠加而成的二维轴对称粘性层流,得到了旋转腔内液体径向压力的分布规律,并与间隙压降、腔体两侧调节性压降一起建立了平衡鼓平衡力的数学模型,通过求解该模型获得了新的平衡鼓平衡力的计算公式,并与传统公式和数值模拟结果相比较,发现新公式在不同工况和不同结构下与数值模拟结果的吻合度更高;且设计结构下,新公式比传统公式的精度提高了68.02%,研究结果可为平衡鼓平衡力的预测提供理论依据。（3）在设计工况下平衡鼓间隙增大50%,其剩余轴向力提高了11.38%。基于能量方程与动量方程,在维持原有平衡力不变的基础上,建立了新的阻力压差关系方程,通过求解该方程可获得平衡鼓间隙与平衡管孔板间的对应关系式,为调节泵的平衡鼓系统平衡力提供理论支撑,研究成果已在兰州石化公司成功应用。（4）采用响应面法结合CFD技术分析了叶片叶型对双壳体多级泵轴向力特性及水力性能的影响。结果表明:叶轮出口安放角、叶轮出口直径和叶轮包角是影响泵轴向力和水力性能最显着的3个因素。水力性能最优和轴向力最小之间存在一定的制约性,在约束条件下,求解效率和轴向力的多元回归方程,得到设计空间内泵效率不低于原始效率时剩余轴向力最小的6个因素值;优化后双壳体多级泵的效率显着提高,剩余轴向力在不同工况下均有所降低。（5）采用神经网络方法对双壳体多级泵平衡鼓系统控制参数下的水力性能和剩余轴向力性能进行快速预测,并通过遗传算法对平衡鼓系统的几何参数进行最值寻优。结果表明,BP神经网络能够精确预测样本空间范围内多级泵的水力性能与轴向力性能,其效率和剩余轴向力最大误差分别为6.65%和-6.05%;遗传算法的最值寻优结果显示,平衡鼓系统几何参数变化对双壳体多级泵的性能产生一定影响,优化后泵的效率和扬程分别提升了0.16%和1.56%,剩余轴向力降低了13.73%。（6）对整体性能优化后的双壳体多级泵进行了外特性实验,并与原型泵的实验数据相比较。结果显示,在设计工况下,优化后泵的扬程和效率分别提高了3.53%和9.89%,前轴承温度下降了16.49%,后轴承温度下降了16.54%,且优化后泵的前后轴承沿3个方向的振幅均显着下降。（7）在环隙流动阻力压降特性的基础上,提出并设计了一种新型平衡鼓—双螺旋形平衡鼓。设计流量下,与光滑平衡鼓相比,双螺旋形平衡鼓其间隙内流体速度、旋度及速度系数皆有所增加,效率和扬程分别增加了0.16%和0.98%,剩余轴向力降低了17.72%,在节能降耗、延长运转寿命方面具有明显的优势。
赵戈[4]（2020）在《城市主战消防车多通道集聚供液关键技术研究》文中指出消防供水作为灭火救援行动的一个重要组成部分,是决定灭火救援工作成败的关键因素。随着火灾事故日趋复杂,消防车调度数量大幅度增多,消防供水正向着高效能、高稳定性方向发展。多通道集聚供液系统作为消防供水的枢纽环节,确保其供水效率对灭火救援工作的顺利进行十分重要。然而多通道集聚供液系统的集聚结构、通道切换、与其它设备的匹配及消防员的操作等因素均会影响供水效率。因此,有必要对多通道集聚供液的规律、结构及控制等关键技术进行研究,确保集聚供液的稳定可靠。本课题依托于国家重点研发计划项目“新型多功能城市主战消防车辆关键技术研究及产品研发（编号:2016YFC0802908）”。深入开展了多通道集聚供液系统的动态特性、平滑切换控制及集聚供液结构优化等方面的研究,为保障多通道集聚供液的持续稳定提供理论支持和技术解决方案。主要内容如下:（1）在对多通道集聚供液系统特性分析基础上,设计了多通道集聚供液系统总体方案。考虑到实际应用需要,运用机理建模法建立了系统的动态数学模型,并进行了过程机理分析;基于有压管道瞬变流理论建立了系统的水力模型,结合复杂边界条件,分析了系统压力和流量的数值求解方法。上述分析过程为后续多通道集聚供液关键技术研究提供理论依据。（2）开展集聚供液系统动态特性研究。首先,基于相似理论搭建了多通道集聚供液系统的实验研究平台;基于一维仿真软件AMESim建立了多通道集聚供液系统的仿真研究平台。其次,结合实验和仿真研究平台,研究了常规工况下主要工作参数对集聚供液系统输出压力和流量的影响;以主管路压降和压升为性能指标,研究了切换工况下工作参数对集聚供液系统输出稳定性的影响规律。最终,获得了不同工况下主要工作参数对集聚供液系统输出特性的影响规律。（3）开展集聚供液系统平滑切换控制研究。为了实现系统控制目标,结合多通道集聚供液动态特性,对多通道集聚供液压力控制进行了探索,提出了一种以变论域模糊PID为主的复合控制策略。运用AMESim和Lab VIEW建立了跨领域仿真环境的联合仿真平台,设计了基于模糊推理型伸缩因子的变论域模糊PID控制器,通过与传统PID和模糊PID的仿真结果对比表明所设计的控制器具有更短的响应时间、更好的跟踪性能及更强的抗干扰性。基于实验研究平台,开发了平滑切换控制系统,并进行了性能实验,实验结果明显降低了切换引起的压力波动,验证了控制策略的有效性。（4）开展集聚供液系统结构数值分析及优化研究。为了提高多通道集聚结构的供液效率,基于完全非结构化网格有限体积法,建立了集聚供液系统结构数值仿真模型。基于上述模型,采用压力损失和主管路压降两种性能指标,对多通道集聚供液系统结构水力特性进行了详细分析,揭示了集聚管直径、主管路直径、支管路间距和支管路并联数量对集聚供液系统结构水力性能的影响规律,并结合流场分布阐释了其影响机理,为多通道集聚结构的设计优化提供了参考。最后,在上述研究的基础上,完成了多通道集聚供液系统的样机试制与性能测试。测试结果表明多通道集聚供液系统样机能够满足持续稳定的供水需求,并验证了关键技术研究方法的可行性。该论文有图88幅,表23个,参考文献199篇。
李子康[5]（2020）在《基于遗传算法的高比转速离心泵多目标优化》文中研究表明目前,高比转速离心泵广泛应用于大型水电站、城市地下给排水、航天工程等多个领域。离心泵在运行过程中尤其是偏工况下的流动非常复杂,经常伴随各种不稳定现象,降低离心泵的工作效率。因此为响应国家节约能源发展战略,提高离心泵的各种性能且同时要降低研究成本显得尤为重要。近年来,随着CFD（计算流体动力学）技术的发展,通过电脑软件直接数值模拟得到离心泵内部流场信息的技术已日趋成熟,其研究成果广泛应用于实际生产生活中,CFD技术与优化算法相结合提高离心泵的综合性能是目前离心泵优化的发展趋势。本文针对高比转速离心泵的结构特点,以效率和汽蚀性能为目标,采用遗传算法对IS100-80-125型高比转速离心泵进行优化研究。主要内容包括以下三个方面:（1）对IS100-80-125型高比转速离心泵进行三维模型的建立和数值模拟的设置。首先根据模型泵的基本参数结合Solidworks和CFturbo三维软件计算绘制了离心泵的三维模型;其次合理地选择了湍流模型,汽蚀模型进行数值模拟,对模型进行网格划分并进行了网格无关性验证和网格质量检查,设置了合理的边界条件及汽蚀模拟所需参数;最后对模型泵进行了实验验证以保证模拟结果的准确性,在不同流量下的模拟和实验之间扬程、效率最大差值均小于5%。（2）研究单个参数对离心泵性能的影响,为后续多参数多目标优化过程目标加权值的分配和参数的选择提供合适参考。选取叶片出口角β2,叶片包角φ,叶轮进口直径D1三个参数单独建模研究其对离心泵性能的影响,数值模拟分析得出叶片出口角在大流量时对离心泵扬程影响明显,对效率的影响总体趋势是随着叶片出口角的增大效率减小;叶片包角的变化对扬程和效率影响都比较明显,随着叶片包角的增大扬程总体趋势是减小的,存在一个合理的包角大小使高比转速离心泵效率最大;叶轮进口直径对离心泵抗汽蚀性能影响较大。（3）采用遗传算法对高比转速离心泵进行多参数多目标全局优化以提升离心泵综合性能。首先以效率和汽蚀性能为优化目标,以叶片出口角β2、叶轮出口直径D2、叶轮出口宽度b2、叶片包角φ、叶片进口角β1、叶轮进口直径D1、隔舌安放角φ0以及叶片数Z为优化参数建立了统一函数关系式;接下来在MATLAB遗传算法工具箱中运行求解得出各参数最优值,并重新建模进行数值模拟;优化后离心泵在额定工况下扬程增加了 2.2m,效率增加了 2.4%。优化后的离心泵必须汽蚀余量从5.95m降低到5.3m,抗汽蚀性能提升。最后从压力分布、速度矢量分布、湍动能分布、叶轮处蒸汽体积分数、内部涡核心分布等多个方面对比分析了优化前后离心泵内流场的变化,其结果能为高比转速离心泵设计提高一定参考。
赵思鹏[6]（2020）在《体外离心式磁悬浮血泵的控制与试验研究》文中研究说明2019年12月,新型冠状病毒爆发,使得ECMO的应用作为一种挽救呼吸衰竭和重症心脏疾病的一种手段广泛进入大众视野,救治效果明显,但运行费用高是广泛认知的显着特点。ECMO全部依赖进口,研发ECMO意义重大。本论文针对导师前期研发的磁悬浮离心式血泵的控制系统进行了研究和实验。论文从分析ECMO的动力部件—体外循环离心式磁悬浮血泵的运行性能入手,运用LABVIEW及其配套组件研制了一套控制系统,并就相关功能进行了验证。主要研究工作包括:（1）对体外循环离心式磁悬浮血泵的运行性能进行分析,包括无接触磁耦合传动以及永磁体的布置方式;对血泵的功率及所需力矩进行计算,通过MAXWELL仿真确定了主动永磁体和从动永磁体的尺寸,并对其进行了验证。（2）通过与现有血泵控制系统的对比,确定了本系统的功能,提出了设计路线和方案;设计了硬件电路,实现了 PWM方波对流量、进出口压强、电机温度等运行参数的采集和实时显示。（3）根据电机及电机控制器研究了血泵的转速监测及控制方法,基于LABVIEW平台进行了控制程序的研发;使用LABVIEW平台的DLL文件配置方式对数据采集卡进行了配置,使其与电机驱动器、各传感器进行接口适配。（4）进行了体外离心式磁悬浮血泵的流体特性试验,血泵在转速范围为0-5000rpm时,进出口压强差最高为750mmHg（Q=2L/min）,具有较宽的工况范围。实验表明:控制系统在转速、进出口压强、压强差、流量等参数的采集及转速的控制方面稳定可靠。最后,对体外循环磁悬浮离心式血泵进行了可靠性实验。论文完成了包括硬件与软件的控制系统,并通过实验验证了正确性;通过对接口配置与总结,方便维护人员进行维护和进一步开发。该系统为后续进行体外离心式磁悬浮血泵的进一步研究提供了一个有效的研发平台。
俞田宝[7]（2020）在《蜗壳式离心泵水力性能优化及压力脉动分析》文中研究指明随着科学技术的不断发展,能源和环境问题越来越得到重视,国家越来越提倡节能减排,这对离心泵的设计优化及运行稳定性都提出了更高的要求,所以开展泵的优化研究对于节约资源的意义重大。本文以蜗壳式离心泵为研究对象,运用数值模拟的方法,通过正交试验探究蜗壳结构参数对泵性能的影响;通过空化数值模拟,分析不同叶轮结构型式对空化性能的影响;通过非定常数值模拟,研究不同叶轮和蜗壳结构和不同流量工况对压力脉动的影响。本文的主要研究内容和结论如下:（1）以某单蜗壳离心泵为原型对象,采用CATIA软件对进出口管路、叶轮、蜗壳、前后腔体进行三维造型,在ANSYS-CFX中对该离心泵进行多工况数值模拟,模拟结果显示蜗壳中的主要损失集中在隔舌区域以及扩散管段,叶轮和蜗壳的匹配性不佳。（2）以原型泵为基础,采用数值模拟的方法,设计与之匹配的新型双蜗壳,通过正交试验研究蜗壳主要结构参数对水力性能的影响,结果表明适当的喉部面积有助于叶轮和蜗壳的匹配,对于中高比转速离心泵,增大蜗壳基圆直径和隔舌安放角有助于提高水力效率,减小隔板厚度对水力效率提高明显。（3）对原型泵不同工况下（0.5Qd、0.8Qd、1.0Qd、1.3Qd）进行空化数值模拟,得到临界空化余量NPSHc并与实验值相对比,数值模拟结果表明,模拟值与实验值具有较好的一致性,通过对不同叶片数和叶片进口前伸的空化数值模拟结果可知,降低叶片数和叶片进口前伸均可以优化空化性能,并且通过降低叶片数的方法效果更加明显。（4）通过对六叶片叶轮加单蜗壳、六叶片叶轮加双蜗壳、七叶片叶轮加单蜗壳、七叶片叶轮加双蜗壳四种结构型式离心泵不同工况下的非稳态数值模拟,提取不同监测点的压力脉动时域数据并通过快速傅里叶变换（FFT）获得频域数据,分析蜗壳内及进出口管路的压力脉动特点,计算分析结果表明蜗壳内的压力脉动主要频率为叶频,蜗壳断面面积对蜗壳圆周的压力脉动强度有重要影响。隔舌处受动静干涉影响较大,隔板中部压力脉动强度低于隔板两端。进出口管路中的压力脉动主频均为叶频,且出口管路中的压力脉动强度远大于进口管路中,双蜗壳结构对不同叶片数的出口管路中的压力脉动强度影响规律不一,与单蜗壳相比,双蜗壳结构增加了六叶片状态下出口管路中的压力脉动强度,减小了七叶片状态下的压力脉动强度。
李海洋[8]（2020）在《船舶滑油系统的可视化仿真及其应用研究》文中研究表明随着信息化进程的脚步加快,从智能家电到汽车的自动驾驶,都朝着智能化的方向发展,现代船舶也不例外。随着船舶自动化水平的不断提高,航运公司对船舶管理者的水平也提出了更高的要求。在船舶营运中,因船员对滑油系统不熟悉或误操作造成船舶出现事故的现象时有发生,严重影响了船舶的安全航行,因此,确保滑油系统的稳定运行,发现问题后及时采取应急措施,是确保船舶安全航行的重要保证。实践证明,加强船员对于船舶滑油系统的维护与管理尤为重要,为此,国际海事组织在STCW78/95公约中明确指出轮机模拟器是海船船员培训的重要项目。在现有的轮机仿真训练系统中,船舶滑油仿真系统存在模型和操作界面简化的情况,已经无法满足更深层次的船员训练和培训的需要。简化的仿真系统无法再现船舶在实际航行时所出现的一些典型故障,这对于培养船员在面对滑油系统的突发故障时,迅速排查故障并采取必要的应急措施的能力是十分不利的。船员需要具有滑油系统深层次故障的排查能力,以及故障出现时处理故障的能力。因此开发出一套能够准确反映船舶状态的滑油系统迫在眉睫。针对现有轮机仿真训练系统中滑油系统模型过于简化的不足,本文以万箱集装箱船作为仿真对象,对其滑油系统进行了建模和仿真研究。结合船舶滑油系统的管路图以及系统中各种设备的组成和特点,利用模块化的方法,分别建立了船舶主机滑油系统、发电机滑油系统、艉轴滑油系统和滑油装填与驳运系统的数学模型,模型包括系统中所包含的滑油泵、滑油换热器、温度调节器、滑油油柜和系统中所涉及到的一些阀件;利用VC++编程软件对建立的数学模型进行了编程和计算,得到不同工况下滑油系统的仿真数据;参照实际船舶的管路图与操控面板,开发出可视化的二维操作界面,并将算法程序与界面程序放入仿真平台,实现可交互性通讯;通过仿真计算数据与实际船舶航行数据进行比对,仿真误差小于:5%,验证了所建立的模型的正确性。根据《中华人民共和国海船船员适任考试大纲》的要求并参照实船中滑油系统中的典型故障,设计并实现了部分操作和故障排查自动评估试题的编写并对自动评估算法进行了比较深入的研究,试题测试结果正确,验证了评估算法的正确性。本文开发的船舶滑油可视化仿真系统,操作界面实现了根据显示器分辨率的变化自动调整界面的大小,并可通过鼠标进行缩放和操作;仿真模型能够实时反映实际系统的变化规律,可满足船员培训机构对船员的培训要求。
谢磊[9]（2020）在《高效大流量矿用排水泵优化设计研究》文中研究说明本文研究是在国家重点研发计划（2017YFC0804107）资助下开展的。一体式多级潜水电泵是应对矿井突水事故的重要抢险救灾装备,而矿用排水泵是一种高功率设备,其较低的水力效率将造成巨大能源消耗,目前有关大流量多级潜水电泵的研究相对较少,特别是关于高效率、高可靠性的矿用排水泵研究更加匮乏,为应对我国突出的矿山排水工程问题,急需对排水泵的水力性能展开研究。本文以自主设计的排水模型泵为研究对象,对模型泵进行了试验测试与模拟分析,并结合试验与数值模拟结果对模型泵开展了优化研究工作。本文主要工作内容及研究成果如下:1.概述了国内外潜水电泵发展史,对离心泵水力设计、水力优化和数值模拟等相关研究进展进行了总结。2.以相似换算为理论基础对实型泵进行模型换算,并基于速度系数法自主设计了一台单级导叶式潜水离心泵,对模型泵进行了加工与试验测试,模型泵额定工况下的扬程值为24.41m,低于设计目标0.59m,效率值为78.53%,比设计目标低3.47个百分点。3.采用RNG k-ε湍流模型对模型泵进行了定常与非定常计算,结果表明:（1）模型泵外特性模拟值整体略大于试验值,各工况下的模拟值与试验值误差均在5%以内;（2）叶轮进口至出口流体静压呈增加趋势,叶片工作面表面存在局部高压区,叶片背面流体在小流量工况下产生了较为严重的脱流与滑移现象,叶轮流道内与导叶扩散段内存在大小不一的流动漩涡;（3）叶轮旋转一个周期内,径向力呈周期性变化,表现出明显地动静干涉特征,径向力主频为一倍叶频,同时在其它叶频倍频处有诸多峰值不等的谐频出现,叶轮轴向力整体波动较小,其平均值与幅值随着流量增加近似呈等差数列递增;（4）各监测点压力脉动主频均为叶频,叶片背面监测点处有较多脉动谐频出现,压力脉动从叶轮进口至叶轮出口逐渐增强,导叶扩散段流体在进入反导叶后压力脉动强度有所降低。4.以减少模型泵内水力损失为目标对模型泵叶轮与导叶关键过流部件参数开展了优化研究工作,研究发现:（1）叶轮正交优化设计结果表明,各参数对模型泵效率影响的主次顺序为Z>β2>b2>φ;（2）通过适当增加正导叶进口安放角和进口宽度可减小流体速度梯度,改善导叶进口流态,导叶喉部面积增加至1.2a3b3时,导叶内整体水力损失达到最小,不同反导叶出口安放角会对出口延长段内涡带分布区域产生影响;（3）优化后的模型泵流体沿叶片方向脱流以及出口处的流体挤压状况有所改善,流道内压力梯度相较原方案明显减小,整体湍动能有所下降,水力损失减小;（4）优化的模型泵在额定工况下的叶轮径向力与轴向力较原方案分别减小了18.5N和30.2N,压力脉动谐频减少,整体脉动幅值有所下降,泵运行稳定性有所提升;（5）优化后模型泵在额定工况下的效率和扬程测试值分别为82.11%、25.94m,将模型泵的外特性数值换算至实型泵时,其效率值83.26%,比实型泵设计目标高出1.26个百分点。
葛赛[10]（2020）在《基于多目标遗传算法的汽车冷却泵水力性能研究》文中研究表明汽车冷却水泵作为汽车发动机水冷系统中的核心部件,其工作稳定性和水力性能的好坏直接影响到发动机的工作效率。随着社会发展汽车发动机性能提升,对于汽车冷却水泵的水力性能要求也越来越高。针对汽车冷却水泵的水力性能优化设计研究工作具有重要意义,本文首次将遗传算法优化方法应用于汽车冷却水泵水力性能优化,主要研究内容如下:1.以某汽车厂家所需汽车冷却水泵性能要求为设计依据,采用传统设计方法确定原始水泵模型,在ProE软件中实现三维装配体建模,导入ANSYS workbench软件中利用有限元方法对原始模型进行静力学分析,试验结果表明工作状态下各零部件所受应力在材料屈服极限的80%之内,验证其材料强度满足设计要求。2.提取原始水泵的流域模型,在pumplinx软件中进行CFD仿真模拟分析,确定优化目标为:在不破坏冷却水泵工作稳定性的前提下增大扬程提高效率;针对优化目标确定三个分目标函数:泵内能量损失分函数、理论扬程分函数和水泵工作特性曲线驼峰函数;应用评价函数方法确定权重系数、考虑系统内外部的限制设置设计变量的约束条件,统一整体优化数学模型;利用MATLAB软件编程遗传算法代码对整体优化函数进行迭代计算,得到优化后冷却水泵的叶轮结构参数。3.将遗传算法优化结果叶轮参数建模,再次进行CFD数值仿真模拟计算,对比优化前后模型水力性能仿真结果表明效率增大了6%、扬程增大了5.618m、水泵特性曲线驼峰现象得到明显改善,验证了遗传算法方法对于冷却水泵水力性能优化的可行性;将遗传算法优化结果与正交试验优化结果进行比较,验证了遗传算法优化方法更具优越性。4.根据优化后叶轮参数生产手工样件,于工厂实验室内进行外特性试验,对比仿真数据与试验数据发现特性曲线趋势一致、误差控制在10%内,验证了CFD模拟方法的准确性。同时证明了优化后模型的良好性能,验证了遗传算法优化方法的可行性。为今后汽车发动机冷却水泵的水力性能优化研究提供了使用遗传算法优化方法和CFD仿真模拟计算相结合的新思路。
二、虚拟原型技术在离心泵设计中的应用研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、虚拟原型技术在离心泵设计中的应用研究（论文提纲范文）
（1）基于动态RBF与改进的NSGA-Ⅱ离心泵叶轮优化方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 离心泵优化设计的研究现状 |
| 1.2.1 梯度方法 |
| 1.2.2 泵智能优化方法进展 |
| 1.2.3 泵的近似模型优化方法研究进展 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 课题的来源 |
| 第2章 多目标遗传算法与RBF神经网络 |
| 2.1 遗传算法 |
| 2.1.1 遗传算法的基本要素 |
| 2.1.2 快速非支配遗传算法(NSGA-Ⅱ) |
| 2.2 RBF神经网络 |
| 2.2.1 RBF神经网络原理 |
| 2.2.2 RBF神经网络结构 |
| 2.3 RBF神经网络代理模型与NSGA-Ⅱ算法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于动态RBF的离心泵叶轮优化方法研究 |
| 3.1 基于动态RBF神经网络代理模型的NSGA-Ⅱ算法 |
| 3.1.1 基于NSGA-Ⅱ算法的RBF动态代理模型 |
| 3.1.2 动态RBF函数的测试函数应用 |
| 3.2 基于动态RBF与 NSGA-Ⅱ的离心泵叶轮优化 |
| 3.2.1 研究对象 |
| 3.2.2 二维圆柱叶片参数化控制方法 |
| 3.2.3 代理模型初始样本空间设计 |
| 3.2.4 计算域与计算网格划分 |
| 3.2.5 流动控制方程 |
| 3.2.6 数值模拟方法与设置 |
| 3.2.7 数值模拟与实验结果对比 |
| 3.2.8 RBF神经网络训练 |
| 3.2.9 离心叶轮NSGA-Ⅱ多目标优化 |
| 3.3 动态 RBF、静态 RBF模型多目标优化结果对比 |
| 3.3.1 Pareto前沿对比 |
| 3.3.2 优化前后离心泵叶片型线对比 |
| 3.3.3 优化前后数值模拟对比 |
| 3.3.4 两种策略优化结果对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于父代分区策略的离心泵叶轮优化 |
| 4.1 基于父代分区策略的NSGA-Ⅱ算法 |
| 4.1.1 外部精英存储及父代分区策略 |
| 4.1.2 父代分区的交叉及变异策略 |
| 4.1.3 改进的NSGA-Ⅱ算法在测试函数中的应用 |
| 4.2 基于父代分区的NSGA-Ⅱ算法离心泵优化 |
| 4.2.1 Pareto前沿 |
| 4.2.2 优化前后离心泵叶片型线对比 |
| 4.2.3 优化前后数值模拟对比 |
| 4.3 基于父代分区的NSGA-Ⅱ算法与动态RBF代理模型寻优 |
| 4.3.1 动态 RBF-父代分区、动态 RBF离心叶轮多目标前沿对比 |
| 4.3.2 优化前后离心泵叶片型线对比 |
| 4.3.3 优化前后数值模拟对比 |
| 4.4 改进前后NSGA-Ⅱ算法、代理模型的优化结果对比 |
| 4.4.1 Pareto前沿对比 |
| 4.4.2 优化前后离心泵叶片型线对比 |
| 4.4.3 优化前后数值模拟对比 |
| 4.5 优化结果对比 |
| 4.5.1 优化前后外特性曲线对比 |
| 4.5.2 优化前后湍动能对比 |
| 4.5.3 优化前后压力对比 |
| 4.5.4 优化前后相对速度对比 |
| 4.5.5 优化前后蜗壳压力云图对比 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 1.研究总结 |
| 2.研究存在的不足和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（2）汽车发动机冷却水泵设计及流场试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究课题来源及意义 |
| 1.2 发动机冷却系统及冷却水泵简介 |
| 1.3 冷却水泵国内外研究现状 |
| 1.3.1 冷却水泵试验研究现状 |
| 1.3.2 冷却水泵CFD研究现状 |
| 1.3.3 冷却水泵汽蚀研究现状 |
| 1.3.4 冷却水泵设计优化研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 离心式冷却水泵基本理论及结构设计 |
| 2.1 离心泵基本理论 |
| 2.1.1 离心泵基本参数及基本方程 |
| 2.1.2 离心泵相似定律及比转速 |
| 2.1.3 离心泵汽蚀理论 |
| 2.2 冷却水泵叶轮参数设计 |
| 2.3 冷却水泵蜗壳设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 冷却水泵数值模拟及流场分析 |
| 3.1 CFD数值模拟概述 |
| 3.2 数值模拟基本理论 |
| 3.2.1 流体基本控制方程 |
| 3.2.2 数值模拟湍流模型 |
| 3.2.3 数值模拟多相流模型 |
| 3.2.4 数值模拟汽蚀模型 |
| 3.3 冷却水泵内流场数值模拟 |
| 3.3.1 三维建模及流体域提取 |
| 3.3.2 水泵流体域网格划分 |
| 3.3.3 边界条件及求解器设置 |
| 3.3.4 求解设置及收敛条件 |
| 3.4 额定转速变流量工况下模拟结果及分析 |
| 3.4.1 变流量水泵内部压力云图分析 |
| 3.4.2 变流量水泵内部速度云图分析 |
| 3.4.3 变流量叶轮速度矢量云图分析 |
| 3.5 额定流量变转速工况下模拟结果及分析 |
| 3.5.1 变转速水泵内部压力云图分析 |
| 3.5.2 变转速水泵内部速度云图分析 |
| 3.5.3 变转速叶轮速度矢量云图分析 |
| 3.6 冷却水泵汽蚀数值模拟 |
| 3.6.1 求解器及边界条件设置 |
| 3.6.2 汽蚀模拟工况设置 |
| 3.6.3 新旧叶轮汽蚀分布对比分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 冷却水泵试验台搭建及试验结果分析 |
| 4.1 冷却水泵试验台搭建 |
| 4.2 冷却水泵试验台试验内容及步骤 |
| 4.2.1 外部特性试验 |
| 4.2.2 汽蚀试验 |
| 4.2.3 试验不确定度分析 |
| 4.3 同转速变温度水泵试验结果分析 |
| 4.4 同温度变转速水泵试验结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 研究结论 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 465Q发动机冷却水泵原型泵试验数据 |
| 附录 B 新型发动机冷却水泵试验数据 |
| 附录 C 汽车发动机冷却水泵汽蚀试验数据 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间参加的科研项目和成果 |
（3）双壳体多级离心泵（BB5）轴向力平衡特性分析及水力性能优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 物理量名称及符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 多级离心泵轴向力及其平衡特性的研究 |
| 1.3.2 多级离心泵水力性能及其优化的研究 |
| 1.4 本文的研究内容 |
| 第2章 双壳体多级泵的数值方法与实验验证 |
| 2.1 研究对象及参数 |
| 2.2 数值计算方法 |
| 2.2.1 计算域 |
| 2.2.2 控制方程 |
| 2.2.3 湍流模型 |
| 2.2.4 边界条件 |
| 2.2.5 网格划分及其无关性验证 |
| 2.3 实验系统及测试方法 |
| 2.3.1 实验泵转子部件及其装配 |
| 2.3.2 实验泵及管路系统 |
| 2.3.3 数据测试与采集 |
| 2.4 数值结果与实验结果对比分析 |
| 2.4.1 水力性能结果分析 |
| 2.4.2 轴承温度及振动结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 双壳体多级泵轴向力产生机理分析 |
| 3.1 轴向力的产生因素 |
| 3.2 叶轮动反力分布 |
| 3.2.1 叶轮进口轴向速度分布 |
| 3.2.2 各级叶轮动反力分布 |
| 3.3 叶轮叶片扭曲轴向力分布 |
| 3.4 前后盖板压差力分布 |
| 3.4.1 泵腔旋转角速度分布 |
| 3.4.2 泵腔圆周动能系数分布 |
| 3.4.3 各级叶轮前后泵腔盖板压差力分布 |
| 3.5 双壳体多级泵轴向力特性与水力性能相关性分析 |
| 3.5.1 双壳体多级泵的轴向力特性 |
| 3.5.2 双壳体多级泵的水力特性 |
| 3.5.3 双壳体多级泵轴向力与水力特性的相关性分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 平衡鼓平衡力分布的理论计算与验证 |
| 4.1 平衡鼓平衡力的数学模型 |
| 4.1.1 流动模型的建立及基本假设 |
| 4.1.2 平衡鼓间隙压差的数学模型 |
| 4.1.3 平衡鼓旋转引起液体压力变化的数学模型 |
| 4.1.4 末级叶轮泵腔液体旋转引起压差变化的数学模型 |
| 4.1.5 平衡腔与末级叶轮后泵腔压差的数学模型 |
| 4.1.6 平衡鼓平衡力的计算 |
| 4.2 平衡鼓平衡力公式的数值验证 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 平衡鼓系统平衡力调节方法研究 |
| 5.1 平衡鼓间隙变化对多级泵轴向力及平衡特性的影响 |
| 5.1.1 平衡鼓间隙变化对轴向力的影响 |
| 5.1.2 平衡鼓间隙变化对平衡力的影响 |
| 5.1.3 平衡鼓间隙变化对剩余轴向力的影响 |
| 5.2 平衡鼓平衡力的调节方法 |
| 5.2.1 平衡管孔板孔口调节方法的理论分析 |
| 5.2.2 调节方法的理论与数值结果对比 |
| 5.2.3 平衡力调节公式的修正 |
| 5.3 平衡管流动特性与双壳体多级泵性能分析 |
| 5.3.1 平衡管流动特性分析 |
| 5.3.2 双壳体多级泵性能对比 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 双壳体多级泵轴向力控制与性能优化分析 |
| 6.1 响应面曲面分析法试验设计 |
| 6.1.1 响应模型的建立 |
| 6.1.2 控制变量的筛选 |
| 6.1.3 响应面方案设计 |
| 6.1.4 回归方程拟合及显着性检验 |
| 6.2 结果与分析 |
| 6.2.1 单一因素与目标函数的响应分析 |
| 6.2.2 不同参数间交互作用对泵性能的影响分析 |
| 6.2.3 目标函数之间的映射关系 |
| 6.3 叶轮参数优化前后水力特性和轴向力性能对比 |
| 6.3.1 优化前后水力性能对比 |
| 6.3.2 优化前后流场对比 |
| 6.3.3 优化前后轴向力对比 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 基于BP神经网络—遗传算法的平衡鼓系统优化与实验验证 |
| 7.1 研究思路 |
| 7.2 轴向力平衡影响因素的显着性分析 |
| 7.3 BP神经网络预测模型的建立 |
| 7.3.1 神经网络方法概述 |
| 7.3.2 试验设计 |
| 7.3.3 效率和剩余轴向力的预测模型 |
| 7.4 遗传算法的优化流程 |
| 7.5 神经网络遗传算法最值寻优流程 |
| 7.6 结果与分析 |
| 7.6.1 优化结果参数对比分析 |
| 7.6.2 平衡系统优化前后性能对比 |
| 7.6.3 平衡系统优化前后流场对比 |
| 7.7 优化前后实验对比 |
| 7.8 本章小结 |
| 第8章 双螺旋形平衡鼓改善双壳体多级泵轴向力机理分析 |
| 8.1 双螺旋形平衡鼓的理论设计 |
| 8.2 双螺旋形平衡鼓结构参数与数值计算方法 |
| 8.3 两种平衡鼓计算结果分析 |
| 8.3.1 两种平衡鼓的水力性能和轴向力性能对比 |
| 8.3.2 两种平衡鼓的轴向力作用机理分析 |
| 8.4 螺旋线数对螺旋鼓间隙流动特性和轴向力的影响 |
| 8.4.1 不同螺旋线数下间隙流场分布 |
| 8.4.2 不同螺旋线数下泵的轴向力和水力性能对比 |
| 8.4.3 不同螺旋线数下间隙流体的压力脉动特性 |
| 8.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 1.结论 |
| 2.本文创新点 |
| 3.展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间发表的论文和科研成果 |
| 附录 B 部分程序代码和公式补充 |
（4）城市主战消防车多通道集聚供液关键技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 选题背景及意义 |
| 1.3 消防集聚供液的研究现状 |
| 1.4 国内外相关技术研究现状 |
| 1.5 研究内容与目标 |
| 1.6 技术路线与总体框架 |
| 1.7 本章小结 |
| 2 集聚供液系统设计及实验台 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多通道集聚供液系统总体方案 |
| 2.3 多通道集聚供液过程机理分析 |
| 2.4 实验平台 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 集聚供液系统模型及动态特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 多通道集聚供液系统水力模型 |
| 3.3 多通道集聚供液系统仿真模型 |
| 3.4 常规工况下集聚供液系统工作参数影响分析 |
| 3.5 切换工况下集聚供液系统工作参数影响分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 集聚供液系统平滑切换控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 平滑切换控制方案 |
| 4.3 控制器设计 |
| 4.4 基于Lab VIEW和 AMESim联合仿真分析 |
| 4.5 实验验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 集聚供液系统结构数值分析及优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 集聚供液结构数值模型 |
| 5.3 结构参数对集聚供液水力性能影响及机理分析 |
| 5.4 入口流速对集聚供液水力性能影响分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 集聚供液系统样机与性能测试 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 样机试制 |
| 6.3 样机性能测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）基于遗传算法的高比转速离心泵多目标优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 2 计算模型和研究方法 |
| 2.1 三维模型建立 |
| 2.2 控制方程 |
| 2.3 湍流模型 |
| 2.4 汽蚀模型 |
| 2.5 网格划分 |
| 2.6 边界条件设置 |
| 2.7 实验验证分析 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 叶轮参数对离心泵性能的影响 |
| 3.1 叶片出口角对离心泵性能的影响 |
| 3.2 叶片包角对离心泵性能的影响 |
| 3.3 叶轮进口直径对离心泵性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于遗传算法的多目标优化 |
| 4.1 遗传算法 |
| 4.2 优化目标建立 |
| 4.3 优化结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（6）体外离心式磁悬浮血泵的控制与试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 ECMO简介 |
| 1.2 研究背景与研究意义 |
| 1.2.1 研究背景 |
| 1.2.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国内研究现状 |
| 1.3.2 国外研究现状 |
| 1.4 虚拟仪器 |
| 1.4.1 虚拟仪器简介 |
| 1.4.2 虚拟仪器的发展历史 |
| 1.5 本论文的主要研究内容及章节安排 |
| 第二章 体外离心式磁悬浮血泵的基础研究 |
| 2.1 体外离心式磁悬浮血泵的组成结构及工作原理 |
| 2.1.1 组成结构 |
| 2.1.2 工作原理 |
| 2.2 传动结构的计算 |
| 2.2.1 参数要求 |
| 2.2.2 输入功率与转矩计算 |
| 2.3 基于MAXWELL的传动结构仿真 |
| 2.3.1 基于MAXWELL的2D仿真 |
| 2.3.2 基于MAXWELL的3D仿真 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 控制系统的整体设计与硬件设计 |
| 3.1 现有系统对比分析 |
| 3.2 控制系统的设计框图 |
| 3.3 硬件配置需求 |
| 3.3.1 电机转速控制 |
| 3.3.2 电机转速监测 |
| 3.3.4 进出口压强监测 |
| 3.3.5 流量监测 |
| 3.3.6 电机温度监测 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 控制系统的设计及实现 |
| 4.1 开发平台介绍 |
| 4.1.1 开发环境介绍 |
| 4.1.2 LabVIEW平台介绍 |
| 4.2 数据采集卡的性能与配置 |
| 4.2.1 数据采集卡的性能 |
| 4.2.2 信号采集卡的配置 |
| 4.3 软件系统设计 |
| 4.3.1 PWM信号的产生 |
| 4.3.2 模拟信号的采集 |
| 4.3.3 信号的处理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 血泵流体特性试验与可靠性试验分析 |
| 5.1 流体特性试验 |
| 5.1.1 试验器材配置 |
| 5.1.2 试验方法 |
| 5.1.3 试验过程 |
| 5.1.4 试验结果 |
| 5.2 可靠性试验 |
| 5.2.1 试验器材配置 |
| 5.2.2 试验过程 |
| 5.2.3 试验结果 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（7）蜗壳式离心泵水力性能优化及压力脉动分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 离心泵优化设计研究现状 |
| 1.2.2 双蜗壳研究现状 |
| 1.2.3 压力脉动研究现状 |
| 1.2.4 本文研究内容 |
| 第二章 离心泵内部流动及性能分析 |
| 2.1 数值计算理论基础 |
| 2.1.1 计算流体力学概述 |
| 2.1.2 控制方程 |
| 2.1.3 湍流模型 |
| 2.1.4 空化计算模型 |
| 2.2 计算分析前处理 |
| 2.2.1 离心泵模型建立 |
| 2.2.2 网格划分 |
| 2.2.3 GridPro网格划分简介 |
| 2.2.4 网格无关性检查 |
| 2.2.5 边界层网格的处理 |
| 2.3 CFX模拟分析设置 |
| 2.3.1 CFX前处理设置 |
| 2.3.2 湍流模型的选择 |
| 2.3.3 单精度与双精度对比 |
| 2.3.4 外特性验证 |
| 2.4 原型泵内流场分析 |
| 2.4.1 静压分布 |
| 2.4.2 流速分布 |
| 2.5 原型泵空化计算分析 |
| 2.5.1 空化计算前处理设置 |
| 2.5.2 空化计算结果分析 |
| 2.5.3 临界空化余量验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 双蜗壳结构及叶轮水力性能优化 |
| 3.1 蜗壳水力设计及评价指标 |
| 3.1.1 蜗壳水力设计 |
| 3.1.2 优化设计评价指标 |
| 3.1.3 自动生成流量点程序 |
| 3.2 蜗壳优化设计方案 |
| 3.2.1 确定喉部面积S_8 |
| 3.2.2 第一组正交试验方案 |
| 3.2.3 第二组正交试验方案 |
| 3.2.4 双蜗壳隔板参数优化 |
| 3.2.5 第三组正交试验方案 |
| 3.3 叶轮优化设计方案 |
| 3.3.1 概述 |
| 3.3.2 优化前后对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 不同结构型式的空化及压力脉动特点研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 瞬态计算前处理及压力脉动分析方法 |
| 4.2.1 瞬态计算前处理设置 |
| 4.2.2 压力脉动分析方法 |
| 4.3 不同叶轮结构的水力及空化性能分析 |
| 4.3.1 空化模拟计算方案 |
| 4.3.2 水力性能计算结果分析 |
| 4.3.3 空化性能计算结果分析 |
| 4.4 不同叶轮和蜗壳组合的蜗壳内压力脉动分析 |
| 4.4.1 单蜗壳内压力脉动分析 |
| 4.4.2 双蜗壳内压力脉动分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献(References) |
| 附录 |
| 附录一 |
| 致谢 |
| 作者攻读硕士学位期间发表的论文 |
（8）船舶滑油系统的可视化仿真及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景与意义 |
| 1.2 国内外滑油仿真训练系统的研究现状 |
| 1.2.1 船舶滑油系统介绍 |
| 1.2.2 仿真技术的发展情况 |
| 1.2.3 国内外轮机培训器的发展情况 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 2 滑油系统数学模型的建立 |
| 2.1 “太平洋”轮滑油系统的组成和技术特点 |
| 2.1.1 船舶滑油系统的组成 |
| 2.2 滑油管路模型 |
| 2.2.1 滑油管路计算原理 |
| 2.2.2 滑油管路能量损失分析 |
| 2.2.3 滑油管路模型计算 |
| 2.2.4 滑油管路串并联等效流导分析 |
| 2.2.5 滑油管网模型的水力计算 |
| 2.3 滑油系统部件数学模型 |
| 2.3.1 截止阀的数学模型 |
| 2.3.2 滤器的数学模型 |
| 2.3.3 自清洗滤器的数学模型 |
| 2.3.4 截止止回阀的数学模型 |
| 2.3.5 安全阀的数学模型 |
| 2.3.6 应急速闭阀的数学模型 |
| 2.3.7 滑油冷却器的数学模型 |
| 2.3.8 滑油温度控制单元的数学模型 |
| 2.3.9 油柜的数学模型 |
| 2.3.10 冷热油混温热力模型 |
| 2.3.11 滑油泵的数学模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 滑油系统仿真模型的程序设计和计算结果分析 |
| 3.1 Visual C++6.0程序语言介绍 |
| 3.2 滑油仿真计算模型的程序设计 |
| 3.2.1 调试界面设计与计算程序的实现 |
| 3.2.2 仿真程序的调试 |
| 3.2.3 计算结果分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 滑油系统故障模拟 |
| 4.1 典型设备的故障模拟 |
| 4.2 滑油系统设备故障模拟 |
| 4.2.1 滑油泵的故障模拟 |
| 4.2.2 温度控制单元故障模拟 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 滑油仿真训练系统的可视化操作界面的设计与实现 |
| 5.1 仿真平台介绍 |
| 5.1.1 仿真平台的组成 |
| 5.1.2 平台的运行机制 |
| 5.2 船舶滑油系统界面系统设计 |
| 5.2.1 二维操作界面 |
| 5.3 船舶滑油系统算法动态库的实现 |
| 5.4 船舶滑油仿真训练系统实现的功能 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 滑油仿真训练系统在海船船员智能考试平台中的应用 |
| 6.1 智能考试系统的组成 |
| 6.2 试题通用评估规则 |
| 6.3 评估算法 |
| 6.3.1 结束检测算法 |
| 6.3.2 实时检测算法 |
| 6.3.3 条件检测算法 |
| 6.4 滑油智能试题的编写与操作 |
| 6.4.1 滑油试题的编写 |
| 6.4.2 智能试题的加载 |
| 6.4.3 试题的测试及结果 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果 |
（9）高效大流量矿用排水泵优化设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 矿用排水泵发展概述 |
| 1.2.2 离心泵水力设计研究现状 |
| 1.2.3 离心泵水力优化研究现状 |
| 1.2.4 离心泵数值模拟研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 高效矿用排水模型泵设计与性能测试 |
| 2.1 原型泵设计要求 |
| 2.2 相似换算 |
| 2.3 高效矿用排水模型泵设计 |
| 2.3.1 叶轮水力设计 |
| 2.3.2 导叶水力设计 |
| 2.4 排水模型泵性能试验 |
| 2.4.1 模型泵结构与部件加工 |
| 2.4.2 排水模型泵试验测试 |
| 2.4.3 试验结果与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 高效矿用排水模型泵数值模拟 |
| 3.1 数值模拟理论基础 |
| 3.1.1 控制方程 |
| 3.1.2 湍流模型 |
| 3.2 三维建模与网格划分 |
| 3.2.1 计算域三维建模 |
| 3.2.2 网格划分与相关性检验 |
| 3.3 CFX计算前处理 |
| 3.3.1 边界条件设置 |
| 3.3.2 交界面设置 |
| 3.3.3 计算结果监测 |
| 3.3.4 湍流模型选择 |
| 3.4 数值计算结果分析 |
| 3.4.1 能量特性计算结果分析 |
| 3.4.2 内流场分析 |
| 3.4.3 径向力分析 |
| 3.4.4 轴向力分析 |
| 3.4.5 压力脉动分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 高效矿用排水模型泵叶轮与导叶优化 |
| 4.1 优化叶轮 |
| 4.1.1 优化参数确定 |
| 4.1.2 正交试验 |
| 4.2 优化导叶 |
| 4.2.1 问题分析 |
| 4.2.2 优化方案 |
| 4.2.3 模拟结果与分析 |
| 4.3 最优方案分析 |
| 4.3.1 外特性对比分析 |
| 4.3.2 内流场对比分析 |
| 4.3.3 优化方案径向力分析 |
| 4.3.4 优化方案轴向力分析 |
| 4.3.5 优化方案压力脉动分析 |
| 4.4 优化方案性能试验与模型换算 |
| 4.4.1 优化方案能量性能试验 |
| 4.4.2 模型换算 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 研究总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 一、参加科研项目 |
| 二、发表论文及专利 |
（10）基于多目标遗传算法的汽车冷却泵水力性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 离心泵性能研究现状 |
| 1.2.2 汽车发动机冷却水泵研究现状 |
| 1.2.3 水泵综合试验台研究现状 |
| 1.3 本文主要研究工作 |
| 2 汽车冷却水泵原始模型建模与分析 |
| 2.1 汽车冷却水泵尺寸参数计算 |
| 2.1.1 水泵参数设计基础理论 |
| 2.1.2 确定冷却水泵进出口直径 |
| 2.1.3 冷却水泵轴径及轮毂直径初步计算 |
| 2.1.4 冷却水泵叶轮设计计算 |
| 2.2 汽车冷却水泵三维模型建模 |
| 2.3 汽车冷却水泵静应力强度分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 汽车冷却水泵CFD仿真计算水力性能 |
| 3.1 计算流体力学基础理论 |
| 3.1.1 流体力学基本控制方程 |
| 3.1.2 流体力学湍流模型 |
| 3.2 冷却水泵流域流场CFD模拟仿真 |
| 3.2.1 建立水泵流域模型 |
| 3.2.2 Pumplinx软件介绍 |
| 3.2.3 分析前准备 |
| 3.2.4 划分网格 |
| 3.2.5 边界条件及计算设置 |
| 3.3 冷却水泵CFD模拟计算结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于MATLAB编程的遗传算法汽车冷却水泵多目标优化 |
| 4.1 遗传算法基础理论 |
| 4.2 基于遗传算法的汽车水泵优化数学模型建立 |
| 4.2.1 汽车冷却水泵能量损失分目标函数 |
| 4.2.2 汽车冷却水泵理论扬程分目标函数 |
| 4.2.3 汽车冷却水泵特性曲线驼峰分目标函数 |
| 4.2.4 整体优化数学模型 |
| 4.3 运用遗传算法汽车水泵优化在MATLAB中的实现 |
| 4.4 汽车水泵在MATLAB中遗传算法优化结果分析 |
| 4.4.1 优化后模型额定流量下的仿真结果与对比结论 |
| 4.4.2 优化后模型不同流量工况下的仿真结果与对比结论 |
| 4.5 对比正交试验优化方法和遗传算法优化方法结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 汽车冷却水泵外特性试验验证 |
| 5.1 冷却水泵综合试验台简介 |
| 5.2 冷却水泵试验步骤 |
| 5.3 冷却水泵试验结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 研究创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
四、虚拟原型技术在离心泵设计中的应用研究（论文参考文献）
- [1]基于动态RBF与改进的NSGA-Ⅱ离心泵叶轮优化方法研究[D]. 刘锋. 兰州理工大学, 2021
- [2]汽车发动机冷却水泵设计及流场试验研究[D]. 李春蓄. 浙江科技学院, 2021(01)
- [3]双壳体多级离心泵（BB5）轴向力平衡特性分析及水力性能优化[D]. 钱晨. 兰州理工大学, 2021
- [4]城市主战消防车多通道集聚供液关键技术研究[D]. 赵戈. 中国矿业大学, 2020(07)
- [5]基于遗传算法的高比转速离心泵多目标优化[D]. 李子康. 山东科技大学, 2020(06)
- [6]体外离心式磁悬浮血泵的控制与试验研究[D]. 赵思鹏. 山东大学, 2020(11)
- [7]蜗壳式离心泵水力性能优化及压力脉动分析[D]. 俞田宝. 江苏大学, 2020(02)
- [8]船舶滑油系统的可视化仿真及其应用研究[D]. 李海洋. 大连海事大学, 2020(01)
- [9]高效大流量矿用排水泵优化设计研究[D]. 谢磊. 江苏大学, 2020(02)
- [10]基于多目标遗传算法的汽车冷却泵水力性能研究[D]. 葛赛. 华北水利水电大学, 2020(01)