当期目录

• 
• 2026年, 44卷, 第7期
  刊出日期：2026-07-25

    

  ---

  泵理论与技术
  水利水电工程
  流体工程
  农业水土工程
  
  封面文件 目录文件

• 全选
  |

泵理论与技术
• Select
  泵理论与技术

  基于改进麻雀搜索算法的离心泵空化特征信号识别

  郎涛, 武星, 倪陈, 印佳, 陈刻强, 徐恩翔, 张德胜

  2026, 44(7): 649-658. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.24.0121

  PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了准确识别离心泵的空化状态,并为离心泵运行状态监测提供依据,在传统麻雀算法(sparrow search algorithm, SSA)中,引入立方体混沌映射初始化种群、融合蝴蝶优化算法的全局搜索策略,并通过三角形游走策略扰动个体位置更新,以扩大算法搜索范围.在此基础上,改进的麻雀算法BTSSA对基于变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)α₁和K值进行寻优,并将优化后的VMD与空化分类模型CNN-BiLSTM相结合,以提高神经网络对空化特征识别分类的准确率.空化数据采用试验采集的单叶片离心泵出口振动数据,将BTSSA优化的变分模态分解和多尺度排列熵的特征值提取特征向量作为训练和测试数据集.经试验验证,改进后的空化诊断模型VMD-CNN-BiLSTM对于提高单叶片离心泵空化的识别准确率具有显著优势,可为相关领域的研究和应用提供参考.
  
• Select
  泵理论与技术

  混流式水轮机叶道涡演化与流致噪声的关联性

  于凤荣, 彭瑞东, 钱晶, 查荣瑞, 耿贞伟

  2026, 44(7): 659-667. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.24.0122

  PDF全文 ( )   可视化   收藏

  混流式水轮机在部分负荷工况下转轮流道间可能诱发一种特殊空化现象——叶道涡,这种不稳定的涡流演化可能导致机组产生异常振动和噪声,为识别不规律发生的叶道涡,提出了一种新的诊断方法.以某混流式水轮机为研究对象,采用k-ε湍流模型和Z-G-B空化模型,对叶道涡演化与噪声关联特性进行非稳态数值模拟.研究结果表明:转轮内叶道涡经历初生、发展、成熟、局部溃灭和消失等周期性循环规律;与单一声源域相比,当所有流体域都作为声源时,声压级信号更为显著,部分负荷及额定负荷工况下,最大声压级信号分别增强了20 dB和15 dB;在部分负荷工况下,转轮内的空泡体积和声压级随时间变化,呈周期性波动;通过监测整个流体域内的声压级变化,可以诊断转轮内是否有叶道涡产生.研究结果可为水力机组的安全稳定运行和状态检修提供一定新的依据.
• Select
  泵理论与技术

  不同含气率下低温液态CO₂增压泵性能及内流损失机理

  祁炳, 马文生, 黎义斌, 袁学平, 杨由超

  2026, 44(7): 668-676. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.24.0096

  PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为揭示含气率对低温液态CO₂增压泵性能衰减及内流损失的影响机理,以一台低温液态CO₂增压泵为研究对象,基于Euler-Euler双流体模型和熵产理论,对增压泵在含气率1%~9%条件下的整个流体域进行数值模拟.结果表明:单相液态CO₂工况下,增压泵性能最好;随着含气率增大,增压泵的扬程和效率均显著下降,且最高效率点向大流量工况偏移;增压泵内的能量损失主要源于湍流耗散,其中叶轮和高、低压级间流道为主要损失部件,其熵产之和约占总熵产的93%;流场分析显示,随着含气率增大,叶轮内气相逐渐聚集并向出口及吸力面区域扩散,导致叶片出口液流角减小,进而造成扬程下降;同时,级间流道受纵向分流板影响产生流动分离,气相聚集压缩主流空间,使得局部流速和湍流熵产率进一步增大.研究结果可为多级离心泵在低温气液两相介质条件下的水力设计与内流损失优化提供一定理论参考.
• Select
  泵理论与技术

  基于CFD-DEM的双流道泵固液两相流动特性

  鲍凌磊, 谭林伟, 许骁, 施卫东, 叶金诚, 王文睿

  2026, 44(7): 677-684. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.24.0090

  PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为揭示固液两相流泵内流场颗粒相与液相之间的相互作用以及颗粒物性参数对泵性能的影响,以某一台双流道泵为研究对象,采用Fluent-EDEM双向耦合进行CFD-DEM数值计算并通过试验进行验证.通过对比不同颗粒半径、不同颗粒体积分数以及不同流量工况下的数值计算结果发现:颗粒半径对双流道泵的扬程和效率影响较小,大颗粒半径在泵内的碰撞最稳定,泵内的磨损面积和磨损程度也最小,颗粒的过泵效率最高,相比小颗粒半径,过泵效率提高了3%~4%;增大颗粒体积分数使得泵的扬程和效率降低,过泵效率呈下降趋势,并且叶轮以及蜗壳内部磨损显著加剧;在不同流量工况下,固液两相流动时,双流道泵的扬程和效率均比其单相水介质时要低,并且流量越大,其降低程度越高;在偏流量工况下,颗粒碰撞紊乱,泵内磨损区域也随之变化,过泵效率降低.
• Select
  泵理论与技术

  转弯工况下无轴喷水推进泵空化特性

  王勇, 皮勤, 李明, 刘厚林, 雷嘉宁, 赵建林

  2026, 44(7): 685-692. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.24.0046

  PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为研究转弯工况对无轴喷水推进泵内部空化流动特性的影响,采用数值模拟的方法,基于修正的Kunz空化模型并结合熵产理论,对不同转弯方向及转弯角度下无轴喷水推进泵内部空化流动和能量损失进行求解,并建立能量损失和空化流动之间的关系.结果表明:转弯会影响无轴喷水推进泵空化区域分布,当转弯方向为左时,空泡主要分布在叶轮右侧区域,当转弯方向为右时,空泡则集中在叶轮左侧区域;随着转弯角度增大,无轴喷水推进泵内平均气泡体积分数逐渐增大;无轴喷水推进泵能量损失由叶轮域的脉动熵产主导,叶轮内部空化以及回流是引起脉动熵产的主要原因;叶轮域内的脉动熵产主要分布在叶轮轮缘侧,且随着转弯角度增大,叶轮域脉动熵产也逐渐增大;无轴喷水推进泵的压力脉动主频为轴频,越靠近轮缘处振幅越大,且随着转弯角度增大,主频幅值越大.
水利水电工程
• Select
  水利水电工程

  基于RIME-CNN-SVM模型的大坝变形预测

  刘小生, 程志良, 曹俊, 柯扬忠

  2026, 44(7): 693-699. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.24.0183

  PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对传统大坝变形预测单一模型在准确性和稳定性上的不足,提出了一种基于霜冰优化算法(rime optimization algorithm, RIME)与卷积神经网络(convolutional neural networks, CNN)及支持向量机(support vector machines, SVM)的大坝变形预测模型(RIME-CNN-SVM),旨在提升预测的准确性与稳定性.该模型首先利用RIME对CNN和SVM的参数进行优化,进而结合CNN的特征提取能力与SVM的分类回归优势进行大坝变形预测.以江西省某水电站大坝的坝基沉降监测数据为例,将该模型的预测结果与CNN,SVM及CNN-SVM模型的预测结果进行对比分析.结果表明:RIME-CNN-SVM模型在拟合优度(R²)、均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)及平均绝对百分比误差(MAPE)方面的表现分别为0.982 1,0.160 5 mm,0.134 1 mm和4.348%,均优于CNN,SVM及CNN-SVM模型.说明RIME-CNN-SVM模型在大坝变形监测中具有显著优势与工程实用价值.
• Select
  水利水电工程

  井阀结合控制方式在长引水式水电站中的应用

  黄伟, 黄治程, 安学利, 李火坤, 廖晨希, 李喆

  2026, 44(7): 700-707. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.24.0188

  PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了解决某些长引水式水电站中机组发生事故甩负荷导致调节保证参数超标等问题,提出了一种调压井与调压阀相结合的水力控制策略,结合工程实例,针对电站事故甩负荷、导叶紧急关闭的典型不利工况开展仿真计算,并评估几种不同的水力控制策略.结果表明:在设置调压井的条件下,仅通过优化导叶关闭规律仍难以协调水锤压力上升与机组转速上升之间的矛盾,导致机组最大转速上升率超标.与单一的调压井控制方式相比,调压井与调压阀联合的控制方式可显著降低机组最大转速上升率;通过优化调压阀的开启时间,可以在保证机组转速等调节保证参数符合设计要求的前提下,使尾水管内真空度保持足够的安全裕度,而调压阀的延时时间与关闭时间对调节保证参数的影响较小.调压井与调压阀联合的控制方式可满足调节保证设计需求,有效降低了甩负荷事故的风险,可为类似长引水式水电站的设计与安全运行提供重要参考.
• Select
  水利水电工程

  明渠超声波测流技术发展历程与展望

  郭爱科, 吴文勇, 李子明, 胡雅琪

  2026, 44(7): 708-717. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.25.0218

  PDF全文 ( )   可视化   收藏

  系统回顾了明渠超声波测流技术的发展历程,从20世纪初的理论探索,到20世纪中后期的规模应用,再到近年来基于数字信号处理与人工智能的智能化高精度阶段,形成了时差法、多普勒法、相位差法及频差法等主流技术体系.详细阐述了各类技术的测量原理、核心公式、优势与局限性,并分析了传感器布局、硬件电路设计、信号处理算法及工程安装模式等关键技术环节.同时,指出了当前技术在高含沙水流、复杂流态及恶劣环境下面临的测量精度与稳定性的挑战,亟须通过多学科协同创新与系统集成突破技术瓶颈,全面支撑智慧水利系统的深化应用,并推动农业水资源管理的精细化与智能化发展.展望未来,明渠超声波测流技术将朝着更高精度、更强的自适应能力、更智能化的方向发展,融合机器学习、物联网与云计算,构建集成化、标准化的智慧水利监测系统,为实现农业水资源的精细管理与高效利用提供关键技术支撑.
流体工程
• Select
  流体工程

  基于MOC和CFD模型的供水管道水力瞬变特性分析

  赵文举, 曾凯, 丁磊, 谢振东, 杨发奇, 俞海英

  2026, 44(7): 718-725. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.24.0136

  PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了精确模拟与捕捉输配水管线系统受扰动工况下的水力瞬变效应对供水系统智慧精准调控运行的影响.基于特征线法(method of characteristics, MOC)与计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)研究供水管道水力瞬变特性,揭示关阀速度恒定条件下水锤压力随质量流率的变化规律,以及流速恒定条件下随关阀形式的变化过程,与实测水锤压力进行对比,分析MOC与CFD模拟结果的精确性,并将较优模型应用于实际工程.结果表明:MOC与CFD均适用于供水管道水力瞬变特性数值模拟研究,其中MOC方法更优.当流速为0.1 m/s时,MOC模拟的阀门处与管道中点处瞬态压力峰值误差较CFD分别降低3.821%与3.996%,谷值误差分别降低8.920%与5.997%.以某灌区供水工程为案例,采用MOC方法数值模拟极限停泵工况下管线系统及特征高点的水锤压力,确定最佳关阀时间,明确管道水锤水力特性,提出水锤防护措施.研究结果可为输配水工程的水锤安全防护与管线系统安全稳定运行提供理论依据.
• Select
  流体工程

  基于改进粒子群算法的低雷诺数水翼优化

  喻卓轩, 张福曦, 王世明, 胡庆松, GAIDAI Oleg

  2026, 44(7): 726-733. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.24.0137

  PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为设计低雷诺数条件下的高性能水动力翼型,提升其水动力效率,针对1.0 m/s的均匀来流工况,基于儒可夫斯基理论,推导出基础翼型的数学模型.结合NACA常见通用翼型的厚度与雷诺数关系,在基础翼型上,共衍生出5个不同相对最大厚度的派生翼型.以相对最大厚度为设计约束,对儒可夫斯基翼型的数学模型进行自适应粒子群算法变换,利用多参数权重相关的离散粒子对翼型进行重构后,实现了流速、升阻与几何参数的联立;随后,以升阻比为目标函数,以相对最大厚度为设计变量,调用Xfoil进行耦合计算,实现了对翼型所有粒子几何点关于水动力性能的相关性微调,最终得到具有最优水动力特性的翼型解.优化后的翼型结果通过数值模拟进行验证,验证包括不同攻角下的升力系数、阻力系数、升阻比及涡流特性.模拟得到的压力与速度分布关系显示,优化后翼型的前缘阻力与低速区均减小,上表面的高速区扩大,加速效果显著,从而提高了翼型升力.尾缘处迹线平稳、速度分布均匀、流动分离现象减弱、流场涡流特性得到改善.通过该优化方法,在0°~5°攻角内,优化翼型相较于原始翼型,其升力系数提高了12.11%,阻力系数降低了3.53%,升阻比提高了16.1%.
农业水土工程
• Select
  农业水土工程

  花荚期旱涝急转对大豆叶片生理特性和产量形成的影响

  佘映军, 周子哲, 伍明, 李平, 宋洋蓝天, 高芸, 郭魏, 李沛洋, 廖欣, 唐晓培

  2026, 44(7): 734-744. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.25.0152

  PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为有效评估四川山丘区旱涝急转事件对大豆生长生理和产量形成的影响,以“中黄37”为供试材料,在花荚期设置正常供水(CK)和单一旱(D)、单一涝(W)、旱急转轻涝(D-LW)、旱急转中涝(D-MW)、旱急转重涝(D-HW)水分处理,系统研究了旱涝急转处理对大豆生长生理、茎干物质量和产量形成的影响.结果表明:与处理CK相比,W,D-MW,D-HW这3个处理显著抑制了大豆生长,降低了叶黄素含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性,显著提高了叶片叶绿素a和叶绿素b的含量比(C_a/C_b),不利于茎干物质、产量及其构成要素的形成;相比CK处理,D-LW处理生长指标降幅较小,叶片相对含水量和C_a/C_b值维持在正常水平,后期SOD活性显著增加,丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量明显下降;同时处理D-LW减产率最低,产量分别较处理D-MW和处理D-HW显著高出34.96%和25.30%.处理D-MW和D-HW主要通过抑制大豆生长、增加C_a/C_b值和降低SOD活性影响生长生理特性,并通过减少3粒荚数和有效粒数来降低产量;处理D-LW可减小前述指标降幅,以减轻旱涝胁迫复合损伤.本研究表明,处理D-LW可通过生理调节缓解旱涝胁迫造成的损伤,从而减少产量损失;而处理D-MW和D-HW则存在旱涝叠加抑制效应,导致减产损失加剧.研究结果可为明确四川山丘区大豆的极端抗逆特性并采取有效的栽培管理和防灾减灾措施提供理论与实践依据.
• Select
  农业水土工程

  宁南山区不同参考作物蒸散量估算模型

  宋佳琪, 白一茹, 王刚, 顾常云, 王幼奇

  2026, 44(7): 745-756. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.25.0201

  PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为合理估算宁南山区参考作物蒸散量(ET₀),筛选最优估算模型,提升区域水资源管理水平,基于宁南山区5个气象站点2000—2024年逐日气象数据,以FAO56 Penman-Monteith(PM)模型计算的ET₀为标准,采用6个精度指标从日、月、年尺度上对8种ET₀估算模型进行精度对比及误差分析.结果表明:日尺度下,综合法的FAO1948 Penman(PM48)模型的整体评价指标(GPI)为1.76,精度最高,辐射法的Priestley-Taylor(PT)模型次之;综合法的Kimberly Penman(KP)模型回归系数k为1.02~1.07,区域稳定性好.月尺度下,综合法的KP和PM48模型误差最小,辐射法的PT模型次之,FAO24 Radiation(FAO24)模型误差最大.年尺度下,综合法的KP和PM48模型精度最高,平均nRMSE分别为1.98%和7.96%;温度法的Hargreaves-Samani(HS)模型和辐射法的PT模型次之;FAO24模型精度最低,平均MAE和nRMSE分别为203 mm/a和22.66%.综合法在日、月、年尺度的适用性均最好.当气象数据完备时,推荐使用综合法,优先选用PM48或KP模型;若数据欠缺,推荐采用PT模型.研究结果可为宁南山区水资源优化配置与可持续发展提供科学参考.