为改善低比转数离心泵的空化性能,设计了一种串列叶片结构的叶轮模型,采用修正的SST k-ω湍流模型和Z-G-B空化模型对离心泵进行瞬态的数值分析,并通过外特性试验和空化试验对算法进行验证,通过对比原模型与串列叶片叶轮模型的外特性与空化特性以及叶轮内的流场结构、压力分布、湍动能分布、空泡体积和压力脉动情况,分析串列叶片结构对离心泵空化性能的影响.结果表明:串列叶片结构对离心泵的外特性影响较小,但在空化发展和严重阶段抑制了空泡的产生,改善了泵的空化性能;同时抑制了空化初生阶段的高湍动能区域的扩张,削弱了空化发展和严重阶段叶轮出口湍动能强度,减少了旋转叶轮周围形成的低压区;降低了空化发展和严重阶段时蜗壳隔舌处的压力脉动主频幅值,对空化诱导产生的噪声和喘振起到抑制作用,可使泵的运行更加稳定.

为探究不同环境工况条件下加速硫酸盐侵蚀混合砂混凝土内部孔隙结构的变化规律,通过初始损伤、复合盐、冻融循环、干湿循环、多倍浓度和高温环境工况条件下硫酸盐侵蚀混合砂混凝土试验,结果表明:不同环境工况下硫酸盐侵蚀作用对混合砂混凝土内部的孔隙结构变化规律影响不同,随着侵蚀周期的增加,除多倍浓度与复合盐工况下无害孔呈现略有增加外,其余工况下无害孔和少害孔占比总体均呈现降低趋势;与对照组相比,多倍浓度、初始损伤和冻融循环工况下无害孔占比减少,而复合盐、高温和干湿循环工况下无害孔占比相对增多,初始损伤和高温工况下多害孔占比大幅增多而其余工况多害孔占比均减少;与对照组相比,干湿循环工况条件下孔隙度最大提升32%,多倍浓度工况条件下平均孔径最大提升3 255.4%,初始损伤工况条件下,束缚流体饱和度损伤量和自由流体饱和度的增大量最大.

在ANSYS Workbench的基础上结合OptiSLang优化设计软件,对混流泵启动过程进行优化.利用准稳态理论和全流域模型计算数据,建立了混流泵准稳态启动过程的水力性能响应面替代模型.通过NSGA遗传算法优化内部流动状态,降低启动过程中的涡致能量损失,从而提升混流泵的水力性能.将原始混流泵与优化后混流泵的外特性、叶片压力分布进行对比,并分析混流泵内部涡结构,验证了所提出的准稳态启动过程水力性能优化方案的可行性.研究结果表明:叶片进口安放角α₁,α₄,α₅,叶片出口安放角β₁,β₂,β₃,β₄,β₅,叶片包角φ和叶片厚度系数θ对混流泵加权平均扬程和加权平均效率的影响程度较大;对比不同启动时刻下混流泵的叶片压力分布,发现该方法能够有效提升混流泵启动中后期的瞬态扬程和启动中期的水力效率.

为揭示混流式喷水推进泵在空化工况下内部涡结构的演化情况,在空化数为0.142的工况下使用Ω涡识别方法对其内部涡结构进行识别和研究,在此基础上研究了空化对涡结构特征演化的影响,并分析了1个周期内涡量运输方程各项对涡结构演化的贡献.结果表明:空化工况下,喷水推进泵内部流动复杂,极易产生旋涡,主要的涡结构有叶顶泄漏涡、次级泄漏涡、垂直空化涡和次级泄漏衍生涡;随着三角形空化的坍缩,进口附着涡的涡结构尺度增加,但叶顶泄漏涡因为空泡逐渐增大的缘故涡量逐渐减小;1个周期内,喷水推进泵内空泡尺度较大时,涡结构数量较多,但强度较小.空泡尺度较小时,涡结构尺度较小,强度较大;通过对涡量运输方程进行分解可以发现,拉伸扭曲项的分布与涡量分布具有极高的相似性,压缩膨胀项的量级最高,对垂直空化涡和脱落涡的变化较为敏感,斜压扭矩项在垂直空化涡的发生位置量级较高.

基于蠕动泵配肥注肥一体化装置,针对蠕动泵在工作过程中由回流现象导致装置配肥注肥精度降低的问题,对蠕动泵中滑靴结构进行优化,并开展水力性能试验,以揭示关键结构参数对配肥流量、泵管温度、瞬时流量、回流系数的影响规律.研究结果表明:在相同蠕动泵转速条件下,随着滑靴半径增大,配肥流量逐渐减小,而泵管温度逐渐增大,在半径为37.5 mm时达到最大值,为51.3 ℃,平均回流系数先减小再增大,在半径为30.0 mm时达到最小值,为0.56;在相同滑靴半径条件下,随着蠕动泵转速增大,配肥流量逐渐增大,瞬时流量呈先增大再减小的趋势,泵管温度先急剧上升,后趋于稳定,而回流系数呈先减小后增大再减小的趋势;采用综合评分法和熵权法进行分析,获得最优滑靴半径为30.0 mm,灌溉系统工作中蠕动泵转速为30 r/min.研究结果可为水肥一体化装置提高施肥精准性提供一定依据.

为研究透平式能量回收一体机的转子系统轴向窜动平衡轴向力特性,应用雷诺时均法(RANS)并采用SST k-ω模型对一体机进行了全流场数值模拟计算,分析了轴向间隙尺寸变化对一体机水力性能的影响,获得了一体机在5组轴向间隙尺寸下的内流特性及轴向力变化特性.结果表明:轴向间隙尺寸对透平端的间隙泄漏流影响较大,增大轴向间隙可使透平端效率最大下降8%,而泵端水力性能所受影响较小,基本保持不变;在额定工况下,随着轴向间隙尺寸增大,透平端前腔体内平均压力最终下降0.37 MPa,一体机转子系统的轴向力指向透平端,轴向力值增大5 kN左右.研究结果可为透平式能量回收一体机设计和运行提供理论指导.

基于Lighthill声比拟理论,采用混合数值模拟方法分析了流量变化对无轴泵喷推进器内流致噪声的声压级频域特性和总声压级等的影响及其与内流场的关系.研究结果表明:声压级主频均为轴频,并可见2倍轴频的谐频.小流量和设计流量下,主频处声压级幅值沿流向先下降后上升再下降,沿径向先上升后下降,并存在叶频及其倍频的谐频;大流量下,其沿流向下降,沿径向先下降后上升,未见叶频或其倍频的谐频分布.出口段靠近叶轮区域的主频处声压级幅值随流量增加上升,而远离该区域则先上升后下降;轴线附近区域的噪声逐渐增强.总声压级随流量增加而上升;流向上,总声压级逐渐降低,且在大流量下噪声衰减速度更为缓慢;径向上,总声压级最高值随着径向区域所在的流向距离增加而逐渐靠近轴线.影响不同流量下无轴泵喷推进器噪声分布的主要因素是出口段靠近叶轮区域的速度梯度和2个旋涡的大小和位置.

针对离心泵叶轮叶片三元反问题载荷优化,提出一种优化方法.选取某一中比转数离心泵为原型泵,在不改变其轴面流道形状、叶片厚度分布等条件的基础上,利用三元反问题设计方法设计了前盖板前加载、后盖板后加载的叶轮叶片.采用拉丁超立方抽样的方法,建立了80个离心泵叶轮模型样本空间,通过Fluent软件数值模拟得到离心泵性能.以叶片载荷参数为优化对象,离心泵设计工况点水力效率为优化目标,利用Kriging代理模型建立了叶片载荷参数与水力效率的关系.在扬程满足设计要求的条件下,使用MIGA算法得到水力效率最高的离心泵载荷参数.结果表明:在载荷曲线中,对水力效率影响程度较大的参数为后盖板直线段与抛物线的两交点ND_h和NC_h,以及前盖板直线段与抛物线交点NC_s;影响较小的参数为后盖板前缘载荷LE_h和前盖板直线与抛物线交点ND_s;在设计工况点,优化泵的水力效率提升了1.35%且高效区较宽;叶片表面最低压力升高了38.41%,空化性能得到了提升;另外,功率减小了2.46%,扬程稍有提升.研究结果可对离心泵叶轮叶片的高效设计提供一定的参考.

为解决真空引水罐出口气体流出问题,探究罐内气液两相流动机理,基于RNG k-ε湍流模型和VOF模型对真空引水罐进行计算,对不同初始状态下真空引水罐内的气液两相交界面形态、出口管气体流出量以及出口管内流动状态进行分析,讨论了真空引水罐内初始状态对罐内流场的影响,总结了罐内水位对内部流场及出口管的作用关系.结果显示:当初始水位远高于进水管时会大幅优化真空引水罐内流场;与原初始水位相比,罐内气液两相交界面的交互作用减少;气体流出量体积分数峰值从最初的6.916%降至0.106%,平均值从3.442%降至0.027%;出口管流态得到明显改善,顶部低压区域减少.研究结果表明初始水位的变化会影响真空引水罐内流场特性、气体流出量及出口管流态,为深入认识真空引水罐内部流动及真空引水罐的设计提供了数据支撑.

为揭示木质部穿孔板几何分布及结构参数对导管水输运的影响,采用计算流体动力学方法构建了植物微结构流体模型,并结合伯努利方程,基于低雷诺数k-ε湍流物理场,研究3种穿孔板结构内部微流动机理.通过压力差、流动阻力系数及水力传导率的变化分析导管内径、穿孔板种类、倾斜角、孔数及等效直径比对导管水输运的影响规律.结果表明:相较内径40 μm,穿孔板倾斜角20°、等效直径比0.84的单穿孔板导管,网状穿孔板导管压力差增大了44.2%,流动阻力系数增大了53.3%;梯状穿孔板导管压力差增大了76.5%,流动阻力系数增大了92.3%.相同参数下,导管压力差及流动阻力系数与导管内径、穿孔板倾斜角及等效直径比成反比,与穿孔板孔数成正比.其中,单穿孔板倾斜角对导管水输运特性影响较小.3种导管水力传导率按孔板排序从大到小依次为单穿孔板、网状穿孔板和梯状穿孔板.内径越大的导管水力传导率越高.

针对低弗劳德数水跃消能问题,以消力池内布置的梯形墩-悬栅联合消能工为研究对象,采用RNG k-ε湍流模型和VOF法进行数值模拟,研究消力池内水力特性和消能效果.结果表明:梯形墩可有效降低消力池底板压强和入池临底流速,墩后压强低于100 Pa,流速降至0.20 m/s时,随着Fr增大,压强和流速分布改善效果越显著;消力池内涡量强度最大值位于陡坡段水跃旋滚区,该区域存在明显涡核,为能量耗散主要区域,梯形墩和悬栅区域涡结构间断分布,属于弱涡结构,能量部分耗散;梯形墩-悬栅联合消力池中能量耗散主要由水跃能量耗散、梯形墩剪切耗散和悬栅沿程耗散组成,3种工况下消能率较传统消力池分别提升4.49%,9.74%,9.79%,充分发挥出联合消能工叠加消能的效果,研究结果可为类似工程消能工设计研究提供一定的参考.

针对目前丘陵坡地中缺少适用灌溉机械现状,结合茶园种植特点及丘陵坡地的地形特征,设计了一种适用于丘陵坡地的自走式喷洒装置.对喷洒装置直线行驶、纵向爬坡及横向坡行走等常见喷洒行驶工况进行力学理论分析.采用RecurDyn多体动力学软件对装置进行建模,对常见喷洒行驶工况的装置行驶状态进行仿真分析,仿真结果表明,装置具有良好的直线行驶及爬坡性能,能顺利通过最大15°横向斜坡、最大15°纵向斜坡.研制出样机并进行了真机试验,实测样机平均行驶速度1.94 km/h,具有良好的直线行驶性能,行驶偏移率2.88%;且平稳通过坡角为13°纵向坡,并在坡度范围为8°~13°的横向坡安全稳定行驶,与仿真结果相符,满足自行走喷洒装置的坡地作业要求,为后续丘陵灌溉装备的设计提供了参考.

传统的土壤改性剂(如石灰、水泥、石膏和粉煤灰等)对土壤水力-力学特性有一定的改善,但对环境有一定的破坏作用.以一种生物环境友好型材料—木质素磺酸钙(以下简称木素)作为改性剂,开展了针孔试验、碎块试验、钠离子交换百分比试验、界限含水率试验、无侧限抗压强度试验、直接剪切试验、渗透试验和核磁孔隙度试验,研究了木素掺量、干密度、含水率对天然分散土的分散性和水力-力学特性的影响.结果表明:木素掺量为3%和4%时,改性土样呈非分散性,且干密度越大,分散性越差;随着木素的掺入,土样的液限、塑限、塑性指数降低;木素掺量为2%,对土样的无侧限抗压强度、抗剪强度及渗透性改善效果最好,而木素掺量过大时,土样的水力-力学特性变差;T₂谱呈现双峰结构,随着木素掺量的增加,主峰逐渐向右移动,土样的小孔隙孔径变大,大孔径孔隙数量增多.

轴(贯)流泵机组在中国南水北调、“一带一路”等泵站群建设中运用广泛.为了研究大型轴流泵不同运行工况下流体激励力对机组振动的影响,采用CFX和Mechanical联合实现轴流泵叶片非定常应力的流固耦合计算模拟.流场计算基于RANS方法的N-S方程,结构计算采用弹性结构力学方程,使用任意拉格朗日-欧拉 ALE法求解,得到了轴流泵转子变形、应力分布及模态特征.研究结果表明,叶频与压力波动频率一致,叶轮旋转是造成压力脉动的主要原因;叶片的最大变形出现在叶片轮缘处,叶片最大应力出现在叶片与轮毂连接处;在叶轮0.6~1.4倍额定转速内,难以找到转子各阶固有频率与叶频及其倍频均保持一定差值的合理转速,但在忽略次要共振可能性后,存在最优转速以达到固有频率和各阶主频的合理差值.

为了了解大气稳定性决定的风速廓线分布对风电场运行特性的影响,基于耦合风电场参数化方案的数值天气预报模式,探索了不同大气稳定性下大型风电场的尾流效应和风力机功率输出规律.结果表明:风电场在稳定大气边界条件下具有明显的尾流效应,随着大气由非稳定性转为强稳定性,尾流呈现加强趋势.另外,上下游风电场的相互干扰在稳定大气边界层下较为明显;功率输出方面,稳定边界条件下风电场功率输出较平均功率高了约4%,而不稳定边界层下低于平均功率输出约9%.此外,地表切应力和大气稳定强度对风力机功率输出影响显著,在不稳定大气边界条件下,大气稳定度可以作为风功率的评估参数,因此传统上仅考虑风切变对功率的影响是片面的.

为了提高节流阀在高含硫工况下的节流性能,以某套筒式节流阀为研究对象,采用欧拉-欧拉双流体模型,结合颗粒动力学理论和标准k-ε湍流模型,对阀门内部气固两相流场进行三维数值模拟研究,对比分析不同阀门开度、节流孔结构和尺寸、入口颗粒固含率下的速度场分布、湍流黏性场分布、流量特性与流阻特性等,并与试验结果进行对比.结果表明:阀门开度的增大可有效降低节流孔内部流速,缓解砂粒对节流孔内壁的冲蚀磨损,进而有利于阀门内部流体的流通;正三角形节流孔处存在明显的流速和压力梯度突变,且位于节流孔出口下游的对冲射流核心区域长度较长,导致严重冲蚀区域呈现出靠近节流阀出口侧的特征;砂粒冲击频次随着入口颗粒固含率的增加而增强,且节流孔入口区域存在的涡旋流动强度略有减弱,从而对节流阀整体的流通性能和冲蚀磨损程度产生影响.

为解决水泵机组设备布置与泵装置性能优化之间的矛盾,提出宽体竖井设计方法.基于三维湍流数值计算方法和熵产理论,比较了宽体竖井进水流道与2个常见的尖锥形竖井进水流道的水力特性.设计制作宽体竖井进水流道水泵装置模型,并试验测试5个叶片角下泵装置的能量特性、空化特性和飞逸特性.结果表明:宽体竖井方案与其他2个方案的内流场相似,在设计流量工况下流速均匀度均为95%左右,加权平均角度均大于89°;不同流量工况下,3种方案水力损失均接近,竖井前段熵产仅占后段的7.470%,竖井前段宽体型线对流道能量耗散无影响;当叶片角为0°时,水泵装置效率最高达79.19%;5个叶片角的泵装置临界空化余量均小于6.0 m;当叶片角为-6°时,扬程为2.36 m的最大飞逸转速为278.6 r/min;宽体竖井的水力特性与常规竖井相近,具有可同时满足设备布置与泵装置性能需求的特点.

基于incoPat专利数据库,从专利视角对我国丘陵山区农业机械技术的成果产出、研发主题、创新主体、成果应用等现状开展分析.结果表明:中国丘陵山区农业机械专利技术在经过近30年的缓慢发展,于2015年进入快速增长期,近5年的年均申请量超700件;相较于国外注重农机智能化和精细化研究,中国更侧重山区适用小型机械和园艺机械研究,近年来逐渐重视智能农机和微地形改造探索;高校是该领域的创新主体,其专利申请量占比32.43%;在研发模式方面,合作研发模式占比7.17%,其中企业参与的研发仅占1.10%;科研成果转化应用程度较低,专利转让率为4.78%,许可率为0.58%,质押率为0.54%.针对目前技术发展现状,从深化“政企校”创新模式、聚焦智能农机领域研发、“前+终”两端共同推动专利技术转化等3个方面提出建议.

利用声振信号进行发动机故障诊断过程中,部分故障激励仅在发动机表面特定位置的振动中有较强响应,振动测点要求高,需要接触测量,部分场景难以实现.为此,提出了一种以表面辐射声为媒介、以自适应变分模态提取(adaptive variational mode extraction,AVME)进行预处理的柴油机进气故障和齿轮故障诊断方法.开展了某直列六缸重型柴油机的进气滤清器堵塞、气门间隙异常和正时齿轮损伤3类故障状态的台架试验,获取了不同故障程度下发动机表面辐射噪声.基于改进的AVME方法,实现噪声信号本征模函数(intrinsic mode function,IMF)的最优分解,通过计算IMF与原信号间的互相关系数,提取高相关IMF构成故障诊断输入.经预处理后,声信号故障特征得到有效增强,再输入到麻雀搜索算法优化支持向量机模型(support vector machine model optimized by sparrow search algorithm,SSA-SVM),进行特征参量和模型参数协同优化可以获得更好的诊断精度.试验验证表明,无需在半消声室测试,仅使用单通道声信号对3类11种程度的进气系统和齿轮故障进行诊断,前端噪声准确率最高(98.89%),顶部噪声准确率最低(88.78%);使用前、顶、后三通道噪声数据后,诊断精度可提升至99.57%.研究结论为基于声信号等非接触测量的发动机故障诊断提供了参考.

根据国标《潜水推流式搅拌机》(GB/T 33566—2017)的相关要求,潜水搅拌机检测需在环形检测水池中进行,而环形检测水池造价昂贵,且水体测速难度较高,导致现阶段潜水搅拌机的流场特性研究缺乏有力的试验支撑.为此,以QJB7.5/12-620/3-480/S型潜水搅拌机作为研究对象,依托绍兴质检院现有的环形检测池进行流速试验,对比CFD软件进行的全流场数值模拟,得到结论:在潜水搅拌机的标准池流场范围内,试验与计算的流动特性具有高度的相似性,此型号潜水搅拌机在有效推流段内,流道中心区域流速随着推进距离的增加先增大后减小,并在推进距离5.0 m处附近,流速出现极大值约为0.600 m/s;受不均匀来流的影响,潜水搅拌机轴向推流存在一定偏差,导致外墙壁一侧水体流速低于内挡板侧;试验中,当推进距离达到15.0 m时,所有测速点流速均低于0.300 m/s;结合数值计算结果,此型号潜水搅拌机当量有效推流长度为13.64 m,当量有效容积为218.24 m³,比功率为32,环形池内平均流速约为0.153 m/s.研究推动了潜水搅拌机有关标准的执行和不断完善,对潜水搅拌机的性能认知和应用发展具有重要意义.

面板堆石坝变形主要受外部荷载和内部材料蠕变影响,而影响因子过多会造成特征冗余,引起预测精度过拟合问题;因子过少导致信息表达不全,造成预测效果差,模型泛化能力不足等问题.因此构建涵盖面广,可解释性强的因子集并从中优选格外重要.针对上述问题,文中提出基于集成因子优选算法的面板堆石坝变形预测模型,使用ReliefF与沙普利加性解释(SHAP)算法通过权重集成获得因子贡献值排序,再分析因子累计贡献率差量阈值剔除非关键因子,获得关键因子.以新疆某混凝土面板堆石坝为例,以特征缩减率FRR、归一化平均绝对百分比误差nMAPE、平均绝对误差MAE、均方误差MSE以及决定系数R²为评价指标,试验结果表明文中提出的算法面对不同的预测模型都可准确地获得最佳因子,有效地提升了预测精度.相对于传统因子优选算法适应性更强,预测能力提升最显著,解决了影响因子冗余或者欠缺带来的预测能力较低的问题,提高了模型的泛化能力,为大坝安全监测研究提供了行之有效的因子优选方法.

为评估GH4169合金在服役工况中的抗高温氧化行为,对激光冲击(laser shock peening, LSP)、热处理和激光冲击与热处理复合工艺下GH4169合金进行抗高温氧化性能测试.使用透射电子显微镜(TEM)对各处理下GH4169合金的微观形貌进行分析,并通过X射线衍射(XRD)表征其氧化物组成,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对高温氧化后试样的表面形貌、截面形貌以及氧化产物成分进行分析.研究结果表明,激光冲击诱导的位错和晶粒细化加速了前期氧化膜的形成,同时热处理作用下产生的析出相抑制了针状尖晶石的产生,使得复合工艺下的氧化膜更加连续致密,最终结合氧化动力学曲线揭示了经激光冲击强化和热处理复合处理后氧化膜的生长机制.

以多泥沙河流为取水水源的泵站正向进水前池存在泥沙沉积、泵站性能降低等问题.选取甘肃省景泰川电力提灌工程某泵站正向进水前池作为研究对象,设计圆弧扩散型正向进水前池体型结构,采用Fluent软件基于Realizable k-ε模型和Mixture多相流模型开展数值模拟计算,获得圆弧扩散型正向进水前池的泥沙浓度分布特征,揭示圆弧扩散型边墙收缩程度对前池内水沙运动特性的影响.结果表明:沿垂直水流方向,圆弧扩散型正向进水前池内泥沙体积浓度分布中间低、两侧高;沿水深方向,前池内泥沙体积浓度分布由表层至底层逐渐升高.相较直线扩散型正向进水前池,圆心角为44°的圆弧扩散型正向进水前池内高含沙区面积降低41.77%,泥沙淤积减少43.60%.研究成果可为同类型泵站前池优化设计提供指导与参考,有效促进泵站工程提质增效.

为解决新疆克拉玛依市大型灌溉管网关阀过程中的水锤和灌溉出流流量不均匀等问题,基于一维特征线法,利用Flowmaster软件建立管网水力模型,研究管网在不同阀门关闭规律下的瞬变流特性以及阀门开度扰动对管网流量均匀性的影响.研究结果表明:模型预测的相关水力特性与管网设计参数对比误差不超过8%,验证了模型的准确性.针对管网运行的瞬变水力特性,总阀采用20至60 min的不同总历时一阶段线性关闭规律,即使关阀时间长达 60 min,管网管段仍发生空化现象;开展关阀总历时30 min和快关10 min、快关开度分别为65%,75%,85%等不同组合的先快后慢两段关闭规律,其中快关85%、慢关15%的关闭规律下,管网管段不会产生空化,且管道内最大水锤压力小于管道设计压力.针对管网压力波动引起的流量均匀性变化,通过阀门开度扰动仿真压力波动,阀门开度由100%到90%调节后,各支管流量下降比例平均值为0.079%,流量波动较小;各出水桩流量下降比例平均值为0.074%,克里斯琴森系数为0.989 9,灌溉均匀性较好.研究结果可为大型灌溉管网的水锤防护及阀门开度扰动对管网流量均匀性分析提供一定的指导.

现有的贝叶斯参数反演方法普遍存在计算耗时过长,计算精度较低,计算准确性较差等问题,对此基于多次尝试差分进化自适应Metropolis(MT-DREAM_(ZS))算法,构建了一种对单一模型权重系数的确定更加合理的组合代理模型,并通过基于Pareto最优的动态权重系数多目标优化组合对模型进行修正.在贝叶斯方法中通过集成多元自适应回归样条(MARS)、人工神经网络(ANN)、随机森林(RF)这3种机器学习方法构建组合模型,并在充分考虑反演过程中不确定性的基础上,对渗流参数的后验分布情况进行推导.结合实际工程的监测数据,通过计算预测性能指标决定系数(R²)和均方根误差(RMSE),对比分析该组合代理模型与其他模型的差距.结果表明,该组合代理模型的拟合精度高,预测效果好,相较于其他模型的提升幅度平均为15%~20%.通过将反演所得渗流参数运用到仿真模拟试验中,为大坝渗流检测领域的研究提供了一种新的发展思路.

为改善现有大直径文丘里施肥器的吸肥性能,对其进行结构优化设计.基于大直径对称型文丘里施肥器(M型),对其改造设计为偏心型文丘里施肥器(P型).采用正交设计方法,应用数值模拟技术,以吸肥效率为评价指标确定P型文丘里施肥器最优结构参数组合,并对2种施肥器进行试验测试和数值模拟对比分析.结果表明最优结构参数组合为喉管进口直径17 mm、扩散角3°、喉管出口直径20 mm、喉管凹槽宽度4 mm、喉管直线段长度16.6 mm、喉管凹槽直径27 mm、收缩角23.5°.通过试验测试对比分析,经结构优化后的P型施肥器较M型施肥器的最大吸肥流量提高了21.4%;在进口压力为0.25 MPa时,最大吸肥浓度提升了约30.7%,最大吸肥效率提升了约13.9%.流场分析表明,相较于M型施肥器,在相同的压差条件下,P型施肥器更不容易产生空化,并且P型文丘里施肥器流态更加稳定,能量损失更小.可见优化后的偏心型文丘里施肥器能提高吸肥性能.

为了提高适用于非旋转折射式喷头的射流三通的脉冲特性,采用正交设计方法,选取喷嘴宽度、位差、劈距和侧壁倾角4个因素,每个因素取5个水平参数,设计了共25组不同结构的射流三通模型.采用CFX数值模拟软件,对25组模型进行CFD数值模拟计算,以水头振幅和水头损失为性能评价指标,确定各因素对射流三通的影响性能指标主次顺序和最优结构尺寸模型.对比优化模型与普通模型的脉冲特性,模拟结果表明优化模型的水头振幅提高了0~16.73 kPa,水头损失降低了0~3.34 kPa.通过水力性能试验发现,与普通三通相比,在工作压力0.10,0.15和0.20 MPa下,射流三通条件下折射式喷头喷灌强度峰值降低了41.50~69.07 mm/h,同时改善了其近处水量分布.通过Surfer软件对单喷头水量进行叠加来计算喷头组合喷灌均匀性系数,发现与普通三通相比,在喷头安装间距2.0,2.5,3.0 m下,射流三通条件下折射式喷头组合喷灌均匀性系数提高了1.7%~23.1%.

水泵机组振动信号的诊断对机组安全稳定运行至关重要.基于现有技术存在的诸多问题,提出一种基于EEMD分解融合多尺度排列熵和多策略优化算法结合的水泵机组故障诊断模型.利用EEMD对原始信号进行分解并进行重构,然后计算重构信号的多尺度排列熵组作为特征集,最后建立DBO-BP故障诊断模型.针对DBO算法易陷入局部最优解和迭代速度慢等问题,采用莱维飞行、混沌映射和自适应t分布3种方法对蜣螂算法进行优化,最终得到LCTDBO-BP的新模型.为探究优化后模型的性能,引入多种维度的函数进行再次分析.结果表明,在单峰和多峰函数下,所提模型具有明显的优越性.同时利用转子故障平台数据模拟水泵机组典型故障并进行故障分类验证,仿真结果表明该模型的准确度达到了98%,与未优化模型对比提高了8%.该项研究为水泵机组故障诊断提供了新的手段.