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基于ADV的耙头周边主流流场测量实验

水动力学研究与进展（A辑） 2023年第3期38卷 348-355页

作者：顾磊王顺张翔宇倪福生河海大学疏浚技术教育部工程研究中心常州213022 河海大学机电工程学院常州213022

在现有耙吸挖泥船的耙头研究中,关于其周边流场的测量数据较为匮乏。该文搭建了全透明耙头测试实验台,利用声学多普勒流速仪(ADV)对耙头周边主流区的流场进行测量。探讨了ADV在壁面附近的流速测量技巧方案,针对ADV的测量特点设计了移动... 详细信息

在现有耙吸挖泥船的耙头研究中,关于其周边流场的测量数据较为匮乏。该文搭建了全透明耙头测试实验台,利用声学多普勒流速仪(ADV)对耙头周边主流区的流场进行测量。探讨了ADV在壁面附近的流速测量技巧方案,针对ADV的测量特点设计了移动调节装置,在确保测量数据准确可信的基础上,改变抽吸速度,在耙头吸口周边选择38个测量面,每个测量面在不同吸口边距和不同对地高度处测出流速值,共测量了342个测点。分析测量数据发现,耙头外左右两侧流场基本对称分布,主要分为前侧、左右两侧和相互干扰区,耙头抽吸效果主要由非干扰区流动决定,耙头前侧流速值小于两侧。在该文实验条件下,耙头周边各测量面流速随流量线性增加,随吸口边距基本线性减小,随测点升高而有所减小。在此基础上,分析了流场的形成原因,并探讨了耙头起动粒径的估算方法,以期为工程设计提供相关参考。

关键词：耙头周边主流流场抽吸流量吸口边距离地高度声学多普勒流速仪(ADV)

粒子图像测速实验在离心泵流体力学教学中的应用及实例展示

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力学与实践 2022年第2期44卷 427-433页

作者：李洪彬蒋爽倪福生顾磊河海大学机电工程学院江苏常州213022

离心泵是流体力学理论最为典型的应用,很多流体力学教材都将离心泵列为重要章节。离心泵输送单一介质时内部流体是圆周运动和相对运动的复合运动,输送固液两相时还会存在两相速度差,可见其内部流动非常复杂。如果将这些复杂的流体运动... 详细信息

离心泵是流体力学理论最为典型的应用,很多流体力学教材都将离心泵列为重要章节。离心泵输送单一介质时内部流体是圆周运动和相对运动的复合运动,输送固液两相时还会存在两相速度差,可见其内部流动非常复杂。如果将这些复杂的流体运动可视化,让学生看到这种流动现象,将会成为理论教学非常好的补充,加强学生对课堂知识的理解和巩固。为了将内部流动更好地呈现出来,本实验台将离心泵透明可视化,再做了局部改造后,叶轮和蜗壳区域可全部无遮挡地展现出来,再利用粒子图像测速技术捕捉内部流动,在宏观方面来讲,可开展单一介质或者两相介质在叶轮中的流动情况的观察实验,在微观方面来讲,可开展观察单一介质速度场和两相介质相对速度的测量实验。

关键词：离心泵流体力学粒子图像测速

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旋流泵内部不稳定流动数值模拟

水利水电科技进展 2023年第3期43卷 28-33,48页

作者：李洪彬蒋爽陈星宇倪福生顾磊钟卫华河海大学机电工程学院江苏常州213022 河海大学疏浚技术教育部工程研究中心江苏常州213022 江苏省水利机械制造有限公司江苏扬州225003

为深入了解旋流泵内部不稳定流动情况,基于RNG k-ε湍流模型,运用CFX软件对3种流量下的旋流泵进行非定常计算,分析了不同流体域的涡核、湍动能分布情况以及内部压力脉动特性。结果表明:随着流量的增加,进口管路涡核逐渐减少;无叶腔内圈... 详细信息

为深入了解旋流泵内部不稳定流动情况,基于RNG k-ε湍流模型,运用CFX软件对3种流量下的旋流泵进行非定常计算,分析了不同流体域的涡核、湍动能分布情况以及内部压力脉动特性。结果表明:随着流量的增加,进口管路涡核逐渐减少;无叶腔内圈首尾相连的圆形涡带直径和流速逐步变大,无叶腔外圈涡核逐步分散;无叶腔向扩散管过渡区域的涡核尺度显著增大,隔舌处的涡核尺度亦逐步增大。小流量和额定流量下,高亮湍动能集中于无叶腔内圈,内部压力脉动主频为叶频;大流量下,高亮湍动能集中于无叶腔向扩散管过渡区域,主频为轴频。叶轮中非涡核区多集中于叶片迎水面,随着流量的增加,涡核分布逐步分散,非核区域增多;高亮湍动能在小流量下分布在叶片入口,额定流量下分布在流道中部,大流量下分布在叶片出口;叶片流道内的压力脉动主频始终为轴频。

关键词：旋流泵涡核湍动能压力脉动

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绞吸式挖泥船疏浚动态特性与仿真系统设计

河海大学学报（自然科学版） 2002年第6期30卷 40-43页

作者：丁宏锴倪福生河海大学机电工程学院江苏常州213022

对绞吸式挖泥船疏浚动态特性的数学模型和仿真系统设计进行了探讨.采用面向对象的VisualC++语言和MicrosoftFoundationClass图形函数,仿真不同疏浚工况下的动态特性,有助于指导挖泥船的高效、安全运行.

关键词：数学模型仿真动态特性绞吸式挖泥船

KYN28A-12kV/4000A开关柜的结构改进与温度场分析

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高压电器 2017年第3期53卷 254-258页

作者：徐立群申亮倪福生河海大学机电工程学院江苏常州213022

文中针对12 kV/4 000 A开关柜设计中的温升问题,从限制发热和改善散热两方面对KYN28A-12 kV/4 000 A开关柜进行结构完善,将开关柜结构进行了简化建模,导入Ansys中分析了开关柜内的温度场。数值模拟的温升结果满足GB 3906—2006国标要求... 详细信息

文中针对12 kV/4 000 A开关柜设计中的温升问题,从限制发热和改善散热两方面对KYN28A-12 kV/4 000 A开关柜进行结构完善,将开关柜结构进行了简化建模,导入Ansys中分析了开关柜内的温度场。数值模拟的温升结果满足GB 3906—2006国标要求,改进后开关柜进行了实际温升实验,温升结果也满足IEC62271国际标准要求,表明结构改进方案是合理的,但模拟结果与实际实验结果最大温升点不太一致,希望在以后的研究中继续完善。

关键词：开关柜 4000A 结构设计温度场分析

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工程流体力学关于沿程阻力的教学探讨

力学与实践 2017年第6期39卷 620-622页

作者：顾磊倪福生河海大学机电工程学院江苏常州213022

针对工程流体力学中沿程阻力知识点的教授,将与其相关的连续性方程、伯努利方程、动量方程、牛顿内摩擦定律、量纲分析、雷诺实验、尼古拉兹实验以及沿程阻力的应用等知识点有机地串联在一起,并传递了"理论推演—量纲分析—实验研究—... 详细信息

针对工程流体力学中沿程阻力知识点的教授,将与其相关的连续性方程、伯努利方程、动量方程、牛顿内摩擦定律、量纲分析、雷诺实验、尼古拉兹实验以及沿程阻力的应用等知识点有机地串联在一起,并传递了"理论推演—量纲分析—实验研究—实例应用"的工程流体力学经典研究方法,构建了以沿程阻力为核心的知识体系,以期为学生学习和教师讲授提供帮助.

关键词：沿程阻力理论推演量纲分析实验研究实例应用工程流体力学

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绞吸船三维图形仿真与变速控制研究

系统仿真学报 2010年第6期22卷 1520-1523页

作者：张安鸿倪福生疏浚技术教育部工程研究中心常州213022 水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心疏浚基地常州213022 河海大学机电工程学院常州213022

三维图形仿真技术在疏浚试验和作业训练中有广泛的应用。根据绞吸船的结构与运行特点在对本人完成的绞吸船三维图形仿真模型进行动作流程分析的基础上,阐述了两种变速控制的方法。一种是直接控制,由Python脚本语言实现对船身、绞刀臂等... 详细信息

三维图形仿真技术在疏浚试验和作业训练中有广泛的应用。根据绞吸船的结构与运行特点在对本人完成的绞吸船三维图形仿真模型进行动作流程分析的基础上,阐述了两种变速控制的方法。一种是直接控制,由Python脚本语言实现对船身、绞刀臂等旋转速度的控制;另一种是间接控制,通过对预设的实时动画播放速度的控制来间接实现对绞吸船作业流程的速度控制。最后,对两种方法作了分析比较。

关键词：疏浚绞吸船三维图形仿真速度控制

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相对平衡液体铅直作用力的简便计算方法

力学与实践 2021年第4期43卷 609-612页

作者：顾磊倪福生河海大学机电工程学院疏浚技术教育部工程研究中心江苏常州213022

采用积分方法求解相对平衡液体对壁面的铅直分力较为复杂,尤其是涉及抛物面方程时极易出错。教学中探讨发现,在求解静止液体作用力时提出的压力体几何作图方法,同样适用于相对平衡液体,其计算的理论基础和基本方法可与静止液体统一起来... 详细信息

采用积分方法求解相对平衡液体对壁面的铅直分力较为复杂,尤其是涉及抛物面方程时极易出错。教学中探讨发现,在求解静止液体作用力时提出的压力体几何作图方法,同样适用于相对平衡液体,其计算的理论基础和基本方法可与静止液体统一起来。这将积分计算转化为几何体积求解,在相对平衡液体的计算中更能发挥该方法的简便性优势。

关键词：相对平衡液体压力体铅直分力流体静力学

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基于BPPID的疏浚管道稳定流速控制

计算机测量与控制 2022年第7期30卷 135-140,147页

作者：蒋爽邓岚倪福生王星河海大学机电工程学院江苏常州213022 河海大学疏浚技术教育部工程研究中心江苏常州213022

针对疏浚管道输送过程中,泥浆管道流速难以控制,输送泥浆所需功耗较大、管道磨损严重甚至会出现堵管、爆管等风险,文章通过河海大学自主研发的疏浚泥泵管道输送实验台和MATLAB仿真手段,对绞吸挖泥船管道输送的稳定控制方法进行研究;在... 详细信息

针对疏浚管道输送过程中,泥浆管道流速难以控制,输送泥浆所需功耗较大、管道磨损严重甚至会出现堵管、爆管等风险,文章通过河海大学自主研发的疏浚泥泵管道输送实验台和MATLAB仿真手段,对绞吸挖泥船管道输送的稳定控制方法进行研究;在采用系统辨识对实验台进行建模的基础上,提出一种基于BP神经网络的PID控制器,将BPPID与传统PID控制器进行仿真对比分析,并利用模型实验台分别进行了流速阶跃实验和流速跟踪实验;仿真和实验结果表明,BPPID控制器具有自适应自学习能力,在工况复杂多变的环境中,随时间推移具有更好的系统响应速率,并能大幅度降低控制系统的超调量,适用于对超调量较为敏感的泥浆管道输送系统,为实际绞吸挖泥船输泥管道的稳定流速控制提供参考。

关键词：管道输送疏浚绞吸挖泥船 BPPID 流速控制