| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第10-11页 |
| 1.2 国内外发展及研究现状 | 第11-15页 |
| 1.2.1 国外涡轮发电机研究概述 | 第11-12页 |
| 1.2.2 国内涡轮发电机研究概述 | 第12-14页 |
| 1.2.3 响应面法在旋转机械叶片中的应用 | 第14页 |
| 1.2.4 BP神经网络及经典优化函数的应用 | 第14-15页 |
| 1.3 研究内容及技术路线 | 第15-18页 |
| 1.3.1 研究内容 | 第15-16页 |
| 1.3.2 技术路线 | 第16-17页 |
| 1.3.3 创新点 | 第17-18页 |
| 第2章 井下涡轮发电机的设计理论模型 | 第18-29页 |
| 2.1 涡轮发电机设计思路 | 第18-19页 |
| 2.2 涡轮发电机的涡轮设计理论基础 | 第19-25页 |
| 2.2.1 轴流泵涡轮的几何特征 | 第19-20页 |
| 2.2.2 涡轮钻具涡轮单元运动规律和基本方程 | 第20-25页 |
| 2.3 涡轮发电机的涡轮性能理论分析 | 第25-28页 |
| 2.4 本章小结 | 第28-29页 |
| 第3章 涡轮与导轮的流场仿真分析 | 第29-44页 |
| 3.1 CFD技术介绍 | 第29页 |
| 3.2 导轮与涡轮实体及流场模型建立 | 第29-31页 |
| 3.3 计算域模型网格生成及前处理 | 第31-35页 |
| 3.3.1 计算域网格划分技术 | 第31页 |
| 3.3.2 网格生成软件ICEM-CFD | 第31-32页 |
| 3.3.3 模型的网格划分 | 第32-33页 |
| 3.3.4 定义边界条件 | 第33-34页 |
| 3.3.5 网格无关性验证 | 第34-35页 |
| 3.4 CFD求解及流场分析 | 第35-38页 |
| 3.5 导轮流场仿真 | 第38-40页 |
| 3.5.1 螺旋升角β_1的影响 | 第38-39页 |
| 3.5.2 叶片数目Z_1的影响 | 第39页 |
| 3.5.3 旋转角θ_1的影响 | 第39-40页 |
| 3.5.4 叶片厚度m_1的影响 | 第40页 |
| 3.6 涡轮流场仿真 | 第40-43页 |
| 3.6.1 螺旋升角β_2的影响 | 第40-41页 |
| 3.6.2 叶片数目Z_2的影响 | 第41页 |
| 3.6.3 旋转角θ_2的影响 | 第41-42页 |
| 3.6.4 叶片厚度m_2的影响 | 第42-43页 |
| 3.7 本章小结 | 第43-44页 |
| 第4章 基于响应面法及正交试验法的结构参数匹配分析 | 第44-57页 |
| 4.1 响应面法及正交试验法的应用 | 第44-46页 |
| 4.1.1 响应面法的基本内容 | 第44-45页 |
| 4.1.2 正交试验设计简介 | 第45-46页 |
| 4.2 参数敏感性分析及筛选 | 第46-49页 |
| 4.3 定义目标函数 | 第49页 |
| 4.4 显著参数的响应面重建及模型评估 | 第49-54页 |
| 4.4.1 响应面的建立及模型评估 | 第49-54页 |
| 4.4.2 寻优计算结果及分析 | 第54页 |
| 4.5 次显著参数的正交试验设计及分析 | 第54-56页 |
| 4.6 本章小结 | 第56-57页 |
| 第5章 导轮及涡轮叶型结构改进设计与匹配分析 | 第57-71页 |
| 5.1 导轮叶片形式及结构设计 | 第57-59页 |
| 5.1.1 直线-圆弧-直线组合式型线 | 第57-58页 |
| 5.1.2 三次曲线-直线组合式型线 | 第58-59页 |
| 5.2 导轮实体模型建立 | 第59-60页 |
| 5.3 涡轮叶片形式及结构改进设计 | 第60-61页 |
| 5.4 涡轮实体模型建立 | 第61-66页 |
| 5.4.1 翼型二维坐标与圆柱三维坐标转换方法 | 第61-64页 |
| 5.4.2 翼型直叶片与翼型扭曲叶片涡轮流域模型 | 第64-66页 |
| 5.5 不同叶型结构的导轮与涡轮的匹配分析 | 第66-70页 |
| 5.5.1 导轮、涡轮的匹配组合方式及CFD计算 | 第66-68页 |
| 5.5.2 导轮与涡轮不同转速下流场分析 | 第68-70页 |
| 5.6 本章小结 | 第70-71页 |
| 第6章 改型后的叶轮结构参数优化匹配分析 | 第71-88页 |
| 6.1 导轮、涡轮结构优化参数的选择 | 第71-73页 |
| 6.1.1 导轮入口段直线长度对涡轮流场影响 | 第71-72页 |
| 6.1.2 涡轮结构参数选择 | 第72-73页 |
| 6.2 Matlab优化工具在涡轮性能优化中的应用 | 第73-75页 |
| 6.2.1 BP神经网络 | 第73-74页 |
| 6.2.2 常用的经典优化方法的介绍 | 第74-75页 |
| 6.3 导轮与涡轮结构参数优化及匹配分析实例 | 第75-86页 |
| 6.3.1 基于BP神经网络模型目标函数的建立 | 第75-79页 |
| 6.3.2 基于Fmincon函数与遗传算法结合的结构参数优化 | 第79-80页 |
| 6.3.3 结构参数优化结果 | 第80-86页 |
| 6.4 不同流量的涡轮水力性能分析 | 第86-87页 |
| 6.5 本章小结 | 第87-88页 |
| 第7章 结论与展望 | 第88-91页 |
| 7.1 本文总结 | 第88-89页 |
| 7.2 展望 | 第89-91页 |
| 致谢 | 第91-92页 |
| 参考文献 | 第92-96页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 | 第96页 |
