前言

第1章 绪论

1.1 概述

1.2 离心泵水力设计方法的研究现状

1.2.1 相似设计法

1.2.2 速度系数法

1.2.3 面积比法

1.2.4 优化设计方法

1.3 离心泵CAD软件开发的研究现状

1.3.1 二维水力设计

1.3.2 三维造型设计

1.4 离心泵流固耦合的研究进展

1.5 离心泵流体诱导振动噪声的研究进展

1.5.1 流动诱导振动噪声

1.5.2 空化诱导振动噪声

1.6 低比转数离心泵驼峰现象的研究进展

1.6.1 控制叶轮主要几何参数

1.6.2 控制压水室主要几何参数

1.6.3 其他方法

参考文献

第2章 离心泵多工况水力优化设计方法

2.1 离心泵全流量范围的能量性能计算模型

2.1.1 理论扬程计算

2.1.2 水力损失模型

2.1.3 容积损失

2.1.4 机械损失

2.1.5 总效率

2.1.6 离心泵能量计算模型验证

2.1.7 损失系数修正

2.2 离心泵多工况水力性能优化设计

2.2.1 多工况水力性能优化设计方法

2.2.2 多工况水力性能优化数学模型

2.2.3 优化算法

2.2.4 能量性能计算程序的开发

2.2.5 设计实例

2.3 离心泵叶轮轴面图多工况自动CFD优化方法

2.3.1 控制参数

2.3.2 优化理论及方法

2.3.3 Isight集成各软件的关键技术

2.3.4 叶轮轴面图多工况优化实例

参考文献

第3章 离心泵CAD软件

3.1 ObjectARX应用程序

3.1.1 ARX应用程序结构

3.1.2 注册新的AutoCAD命令

3.1.3 加载ARX应用程序

3.1.4 卸载ARX应用程序

3.1.5 ARX应用程序实例

3.2 离心泵二维水力设计CAD软件开发

3.2.1 吸水室CAD软件

3.2.2 诱导轮CAD软件

3.2.3 叶轮CAD软件

3.2.4 蜗壳CAD软件

3.2.5 径向导叶CAD软件

3.2.6 空间导叶CAD软件

3.3 Pro/TOOLKIT应用程序

3.3.1 Pro/TOOLKIT应用程序介绍

3.3.2 Pro/TOOLKIT应用程序实例

3.4 离心泵参数化三维造型CAD软件开发

3.4.1 吸水室三维参数化造型CAD软件

3.4.2 诱导轮三维参数化造型CAD软件

3.4.3 圆柱叶片三维参数化造型CAD软件

3.4.4 扭曲叶片三维参数化造型CAD软件

3.4.5 蜗壳三维参数化造型CAD软件

3.4.6 径向导叶三维参数化造型CAD软件

3.4.7 空间导叶三维参数化造型CAD软件

参考文献

第4章 离心泵流固耦合计算方法

4.1 多级离心泵的结构与参数

4.1.1 总体结构

4.1.2 首级叶轮结构与参数

4.1.3 2-8级叶轮的结构与参数

4.1.4 半螺旋形吸水室设计

4.1.5 1-7级蜗壳的结构与参数

4.1.6 末级蜗壳设计

4.1.7 各级泵的三维造型装配

4.2 水体与结构体网格生成

4.2.1 各级泵的三维水体造型的网格划分

4.2.2 各级泵的结构体造型的网格划分

4.3 多级蜗壳式离心泵流固耦合计算与分析

4.3.1 流固耦合求解过程的建立

4.3.2 各级泵变形对流场影响分析

4.3.3 各级泵流固耦合前后监测点压力对比分析

4.3.4 各级泵结构动力特性分析

4.4 多级蜗壳式离心泵转子部件模态分析

4.4.1 模态阶数的提取

4.4.2 模态分析过程

4.4.3 模态分析结果

参考文献

第5章 离心泵水动力噪声数值计算

5.1 离心泵水动力噪声机理

5.1.1 动静干涉

5.1.2 旋转失速

5.1.3 空化

5.1.4 离心泵水动力噪声的分类

5.2 离心泵瞬态内流场计算

5.2.1 计算模型

5.2.2 计算网格及边界条件

5.2.3 偶极子声源提取及压力脉动测点布置

5.2.4 压力脉动预测

5.3 离心泵内部近场噪声计算分析

5.4 离心泵内场水动力噪声试验及数值预测

5.4.1 离心泵内场水动力噪声试验方案

5.4.2 离心泵内场水动力噪声试验结果

5.4.3 声学数值模拟方法

5.4.4 离心泵水动力内场噪声计算步骤

5.4.5 内声场计算结果

5.5 声振耦合计算离心泵外场噪声

5.5.1 声振耦合计算方法

5.5.2 离心泵水动力外场噪声计算步骤

5.5.3 外声场结果分析

5.5.4 不同叶片出口角对外场噪声的影响

5.5.5 不同叶轮出口宽度对外场噪声的影响

参考文献

第6章 低比转数离心泵驼峰现象的控制

6.1 低比转数离心泵驼峰现象的控制方法

6.1.1 驼峰现象的理论分析

6.1.2 低比转数离心泵驼峰现象控制方程

6.1.3 损失修正系数的计算

6.1.4 计算驼峰值

6.2 控制方程的验证

6.2.1 模型泵一的水力设计

6.2.2 模型泵二的水力设计

6.2.3 模型泵外特性试验

6.3 驼峰现象的内流机理分析

6.3.1 三维造型及网格划分

6.3.2 边界条件、湍流模型及求解算法

6.3.3 模型泵外特性计算

6.3.4 性能预测

6.3.5 模型泵一水力损失分析

6.3.6 模型泵二水力损失分析

6.3.7 模型泵一的内流场分析

6.3.8 模型泵二的内流场分析

6.4 驼峰现象的内流PIV测试

6.4.1 试验方案

6.4.2 PIV试验台

6.4.3 叶轮相对速度流场

6.4.4 蜗壳速度流场

6.4.5 蜗壳出口冲击损失分析

参考文献2100433B

《离心泵现代设计方法》共分6章：第1章为绪论，系统地总结了离心泵在水力设计、软件开发、流固耦合等方面的研究进展；第2章给出了离心泵多工况水力优化设计方法；第3章介绍了离心泵过流部件水力设计CAD软件开发的基本原理和关键技术；第4章介绍了如何进行离心泵流固耦合计算以及转子部件的模态分析计算；第5章采用大涡模拟结合声学边界元法给出了离心泵水力噪声的计算方法；第6章建立了低比转数离心泵驼峰现象的控制方程，分析了引起驼峰现象的内流机理，并用PIV测试结果进行了验证。全书由刘厚林统稿。

前言

第1章 离心泵的优化设计现状及发展

1．1 引言

1．2 离心泵CAD及其参数化研究进展

1．3 离心泵设计优化方法研究现状

1．4 离心泵内流动正、反问题研究进展

第2章 离心泵叶轮的参数化方法

2．1 叶轮的高阶Bezier曲线造型方法

2．2 叶轮的叶片非均匀B样条曲面（NURBS）造型方法

2．3 离心泵叶片载荷分布及反问题方法

2．4 基于偏微分方程方法的离心叶轮参数化方法

2．5 基于自由曲面变形方法的离心叶轮的参数化方法

2．6 直接自由曲面变形参数化方法及其应用

2．7 翼型叶片的其他参数化方法

第3章 离心叶轮的响应面优化方法

3．1 响应曲面分析方法的基本概念

3．2 响应曲面方法对叶轮进行优化设计

3．3 离心叶轮的三因素响应面优化分析

第4章 离心泵叶轮的不完全敏感性优化方法

4．1 研究背景

4．2 不完全敏感性方法应用于离心叶轮的优化

4．3 结果分析

4．4 小结

第5章 离心泵叶轮的伴随方法（Adjoint method）

5．1 研究背景

5．2 伴随方法应用于离心泵叶轮的优化

5．3 结果分析及讨论

5．4 小结

第6章 离心泵叶轮的载荷优化设计

6．1 研究背景

6．2 叶片载荷的优化研究

6．3 小结

第7章 离心泵叶轮的准正交分解（POD）优化方法

7．1 本征正交分解理论

7．2 基于gappy POD方法的离心泵圆柱叶片反设计

7．3 三维扭曲叶片的POD反问题方法

7．4 基于POD方法的流场重构

7．5 小结

第8章 离心泵径向基函数优化方法（RBF）

8．1 径向基函数方法的应用及研究现状

8．2 径向基函数方法的基本原理

8．3 径向基函数方法预测离心泵叶片进口边形状对空化性能的影响

8．4 小结

参考文献 2100433B

1　绪论

1.1　概述

1.2　现代设计方法的主要内容

1.3　学习现代设计方法的意义与任务

2　计算机辅助设计CAD

2.1　概述

2.2　现代CAD技术的主要内容

2.3　工程数据的处理

2.4　数据库及应用

2.5　计算机绘图基础

2.6　机械工程图的绘制方法

3　产品设计理论与方法

3.1　概述

3.2　产品设计相关因素

3.3　产品设计程序

3.4　产品设计方法

4　计算机辅助工程CAE

4.1　概述

4.2　弹性力学平面问题的基本方程

4.3　弹性力学平面问题的有限单元法

4.4　常用应变三角形单元解弹性力学平面问题的程序

4.5　等参数单元

5　优化设计

5.1　优化设计的数学模型

5.2　优化方法的数学基础

5.3　一维搜索法

5.4　多维优化方法

5.5　惩罚函数法

习题

6　机械可靠性设计

6.1　概述

6.2　基本理论

6.3　机械强度可靠性设计

6.4　疲劳强度可靠性设计

6.5　机械系统可靠性设计

习题

7　现代设计方法发展前沿

7.1　概述

7.2　创新设计技术

7.3　快速响应设计技术

7.4　智能设计

7.5　全寿命周期设计

7.6　并行设计技术

7.7　面向制造的设计

7.8　绿色产品设计技术

7.9　现代设计技术特点

参考文献 2100433B

本书是在国家自然科学基金（51109104、51469014）资助下撰写完成，全书共七章，包括离心泵的优化设计现状及发展，离心泵叶轮的参数化方法，离心叶轮的响应面优化方法，离心泵叶轮的不完全敏感性优化方法，离心泵叶轮的伴随方法，离心泵叶轮的载荷优化设计，离心泵叶轮的准正交分解优化方法。本书系统地分析了离心泵优化设计中存在的问题，并就离心泵叶轮的参数化方法、优化理论及方法进行了系统的介绍。提出了离心泵叶轮的自由曲面变形反问题方法、离心叶轮的不完全敏感性优化方法、离心叶轮的伴随优化方法、离心叶轮的准正交分解反问题方法等。