本文關(guān)鍵詞：串列泵水力性能分析及優(yōu)化

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【摘要】：串列泵是兩級(jí)動(dòng)葉直接串聯(lián)后接上后置導(dǎo)葉的軸流泵型,具有軸向尺寸短、流量系數(shù)大、空化性能好、效率高等優(yōu)點(diǎn),適用于裝甲車噴水推進(jìn)器等對(duì)尺寸和功率密度要求高的場合,因此串列泵的研究非常具有工程意義。由于相比普通雙級(jí)泵缺少中間導(dǎo)葉的整流作用,其泵內(nèi)流場與性能存在一定特殊性,然而目前對(duì)串列泵的研究尚不足�；谏鲜鲈�,本文主要結(jié)合CFD技術(shù)和代理模型方法,對(duì)串列泵性能及流場特性進(jìn)行了研究,主要內(nèi)容及成果如下:基于標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型和均相流模型建立了一套串列泵水力性能CFD數(shù)值計(jì)算方法,據(jù)此對(duì)串列泵及其兩級(jí)葉輪的外特性和空化特性進(jìn)行了預(yù)測,研究了兩級(jí)間性能相互影響的關(guān)系。通過改變首級(jí)葉輪出口安放角和次級(jí)葉輪進(jìn)口安放角,預(yù)測了結(jié)構(gòu)參數(shù)改變對(duì)串列泵性能及內(nèi)部流場的影響,指出首級(jí)葉輪出口安放角是影響兩級(jí)葉輪外特性以及串列泵空化特性的關(guān)鍵因素,串列泵外特性的提升依靠首、次級(jí)外特性的合理配比。據(jù)此提出了針對(duì)性改善串列泵性能的技術(shù)途徑,研究了串列泵外特性與空化特性之間的關(guān)系,指出串列泵外特性和空化特性之間存在的結(jié)構(gòu)性矛盾,兩者難以共同顯著增長。建立了一套基于代理模型的串列泵多目標(biāo)參數(shù)優(yōu)化方法,根據(jù)不同需求得到了三個(gè)性能針對(duì)性改善的模型,經(jīng)數(shù)值實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了優(yōu)化方法的有效性。提出首、次級(jí)葉輪設(shè)計(jì)工況下?lián)P程之比可以作為衡量串列泵外特性和空化特性是否均衡的指標(biāo)性參數(shù),均衡揚(yáng)程比為3:5。
【關(guān)鍵詞】：串列泵 外特性 空化特性 代理模型 優(yōu)化分析
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH38;TJ810.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景9-10
• 1.2 串列泵及其相近領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.1 串列式葉片機(jī)械的研究10-11
• 1.2.2 串列泵研究現(xiàn)狀11
• 1.3 CFD技術(shù)在水力機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用11-12
• 1.4 基于代理模型的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法12-14
• 1.5 本文主要工作14-15
• 第2章 串列泵數(shù)值計(jì)算方法15-21
• 2.1 數(shù)值計(jì)算方法15-19
• 2.1.1 控制方程15-16
• 2.1.2 空化模型16-17
• 2.1.3 湍流模型17
• 2.1.4 幾何模型及網(wǎng)格劃分17-19
• 2.2 數(shù)值計(jì)算方法驗(yàn)證19-20
• 2.3 本章小結(jié)20-21
• 第3章 串列泵性能預(yù)測及流場分析21-44
• 3.1 串列泵性能預(yù)測21-26
• 3.1.1 串列泵外特性預(yù)測21-24
• 3.1.2 串列泵空化特性預(yù)測24-26
• 3.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)外特性的影響26-39
• 3.2.1 安放角對(duì)首級(jí)外特性的影響28-34
• 3.2.2 安放角對(duì)次級(jí)外特性的影響34-38
• 3.2.3 安放角對(duì)總體外特性的影響38-39
• 3.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)空化特性的影響39-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 基于代理模型的串列泵多目標(biāo)參數(shù)優(yōu)化44-58
• 4.1 代理模型的建立及評(píng)價(jià)44-52
• 4.2 敏感度分析52-54
• 4.3 目標(biāo)變量優(yōu)化54-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 結(jié)論與展望58-60
• 主要結(jié)論58-59
• 工作展望59-60
• 參考文獻(xiàn)60-65
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文與研究成果清單65-66
• 致謝66

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