具体描述
《水泵现代设计方法》是关于水泵设计理论、技术及应用的学术专著。在水力设计方面侧重于将现代设计方法学中的原理方案设计模型、计算机图形学中的曲线曲面理论、复变函数理论中的保角变换和工程数据库技术等应用于水力设计，为实现泵的优化设计和计算机辅助设计提供理论和技术基础。在水泵优化设计中重点是将CAD与CFD技术相结合，强调基于图形支撑平台下的二次开发技术，以实现对泵各通流部件的三维建模及参数化设计。
书中提出的许多设计思路、方法和技术均是首次在水泵设计中应用，是作者多年来在该领域科研成果的系统总结，所提理论和技术方法不仅可直接用于泵产品的设计，而且对其他旋转式叶轮机械的设计也具有较高的参考价值。
《水泵现代设计方法》可作为高等院校能源动力类、机械类等专业的研究生教材和相关行业的技术人员参考。
《水泵现代设计方法》 简介 《水泵现代设计方法》一书，聚焦于当前水泵领域最前沿的设计理论与实践。本书旨在为工程师、研究人员以及相关专业学生提供一个全面、深入的学习平台，帮助他们掌握现代水泵设计的核心理念、关键技术以及先进的工具应用。 本书内容详实，结构清晰，从基础理论出发，逐步深入到复杂的设计流程和前沿技术。全书共分为理论基础、设计优化、仿真分析、先进技术与应用四个主要部分，力求覆盖水泵设计从概念到实现的各个环节。 第一部分：理论基础 本部分是理解现代水泵设计的基石。我们将从流体力学和水力机械的基本原理出发，深入剖析水力性能的影响因素，包括叶轮、蜗壳、导叶等关键部件的水力特性。本书将详细介绍能量转换过程，分析损失的产生机制，并阐述如何通过优化流道设计来提高效率。此外，还会探讨与水泵性能密切相关的汽蚀、振动和噪声等现象，介绍其产生机理和初步的防治方法。对于材料科学在水泵设计中的应用，也将进行初步的介绍，包括不同工况下的材料选择原则。 第二部分：设计优化 在理论基础上，本部分将重点介绍如何将先进的设计理念付诸实践，实现水泵性能的优化。本书将详尽阐述计算流体力学（CFD）在水泵流道优化设计中的核心作用，介绍如何利用CFD技术对叶轮、蜗壳等部件进行参数化建模和数值模拟，识别并解决潜在的水力问题。将深入讲解响应面法（RSM）、遗传算法（GA）等优化方法在水泵性能参数（如效率、比转数、汽蚀余量）优化中的应用。同时，本书还将涵盖基于多学科耦合仿真的设计思路，例如将水力设计与结构强度、热应力等进行协同优化，以获得更全面的性能提升。 第三部分：仿真分析 本部分将聚焦于现代水泵设计中不可或缺的仿真分析工具和技术。本书将详细介绍如何利用三维CAD/CAE软件进行精确的三维建模，包括参数化建模、曲面造型以及装配设计。在流体动力学仿真方面，将深入讲解CFD分析的流程，包括网格生成、求解器选择、边界条件设定、计算收敛性控制以及结果后处理。重点会放在如何利用CFD分析来评估水泵的水力效率、扬程、流量特性曲线，以及分析汽蚀、二次流等复杂流动现象。 结构力学仿真（FEA）也是本部分的重要内容。本书将介绍如何进行水泵部件的应力、应变、模态分析，以确保其在各种工况下的结构强度和刚度，防止疲劳失效和共振。此外，还会涉及热仿真，分析水泵运行过程中产生的热量分布及其影响。通过这些仿真分析，读者能够全面了解水泵在实际运行中的行为，从而指导设计优化。 第四部分：先进技术与应用 本部分将目光投向水泵设计的前沿领域和实际应用。我们将探讨智能设计方法，包括人工智能（AI）和机器学习（ML）在水泵性能预测、故障诊断和设计迭代中的潜在应用。本书还会介绍水泵在特殊工况下的设计考虑，例如高温、高压、腐蚀性介质等工况下的特殊材料选择与结构设计。 对于新能源领域，如抽水蓄能电站、海水淡化、海洋工程等，本书将分析这些领域对水泵提出的特殊设计要求，并介绍相应的解决方案。例如，针对抽水蓄能水泵，将讨论其双向流动特性和变工况运行的设计挑战；针对海水淡化用的高压泵，将关注材料的耐腐蚀性和密封技术。 此外，本书还将触及水泵的制造工艺对设计的影响，以及与工业物联网（IIoT）结合的智能化水泵设计与运行监测。最后，将通过多个实际工程案例，生动地展示现代水泵设计方法的应用成效，涵盖离心泵、轴流泵、混流泵等多种类型。 本书特色： 理论与实践并重： 既有扎实的理论基础，又有丰富的工程实践案例。 前沿技术聚焦： 涵盖CFD、FEA、AI等现代设计工具和方法。 系统化学习路径： 从基础到进阶，层层递进，结构清晰。 问题导向设计： 针对水泵设计中常见的设计难题，提供系统性的解决方案。 跨领域融合： 融合流体力学、材料科学、结构力学、信息技术等多学科知识。 《水泵现代设计方法》将是您在水泵设计领域不断探索、创新和取得成功的宝贵参考。
作者简介
目录信息
第1章 绪论 1.1 计算机辅助设计技术发展概况 1.1.1 计算机辅助设计技术发展的时代背景 1.1.2 计算机辅助设计技术发展的过程 1.1.3 CAD技术的发展趋势及国内机械产品CAD技术的现状 1.2 CAD技术在泵产品设计中的应用 1.2.1 国内外泵产品CAD技术的发展及现状 1.2.2 泵产品CAD技术存在的主要问题 1.3 离心泵水力设计的现状及发展趋势 1.3.1 现代水力设计的基本要求 1.3.2 离心泵水力设计方法 1.3.3 离心泵优化设计方法 1.4 离心泵性能预测的现状及发展趋势 1.4.1 离心泵性能预测的现状 1.4.2 离心泵性能预测的国内外动态和发展趋势 1.5 工程数据库技术在泵产品CAD技术中的应用 1.5.1 工程数据库技术 1.5.2 工程数据库设计方法 1.5.3 工程数据库技术在泵产品CAD技术中的应用 1.6 叶轮机械内部流动的研究 1.6.1 CFD技术的应用现状及关键技术 1.6.2 离心泵内流数值模拟方法 1.7 研究内容及背景 1.7.1 研究背景和意义 1.7.2 主要内容与创新 1.8 本章小结 参考文献第2章 离心泵叶轮设计理论及分析 2.1 离心泵水力设计的任务及要求 2.1.1 离心泵水力设计的任务 2.1.2 现代离心泵水力设计的要求 2.2 离心泵基本控制方程 2.2.1 叶轮基本控制方程 2.2.2 基本控制方程的意义 2.2.3 叶片数对理论扬程的影响 2.3 叶轮几何参数对泵外特性的影响 2.4 离心泵蜗壳的基本方程 2.4.1 蜗壳 2.4.2 扩压导叶 2.5 离心泵内损失与效率 2.5.1 离心泵内损失 2.5.2 轴功率损失计算 2.5.3 叶轮做功 2.5.4 总损失及效率 2.6 离心泵叶轮基本参数的确定 2.7 速度系数法的分析与应用 2.7.1 Z和p2的计算 2.7.2 R2的计算 2.7.3 B2的计算 2.7.4 D2的计算 2.8 理论计算法 2.9 本章小结 参考文献第3章 设计方法学及其在水泵产品模型设计中的应用第4章 原理方案设计模型及其在水泵设计中的应用第5章 工程数据库建模及其二次开发第6章 叶片三维设计模型的研究与开发第7章 复变函数理论在水泵水力设计中的应用研究第8章 水泵叶轮叶片三维参数化造型系统研究第9章 水泵性能综合预测第10章 离心泵叶轮内部流场的数值模拟参考文献
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读后感
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