基于B样条的水泵效率特性曲线拟合方法

探索了基于三次均匀B样条的水泵效率特性曲线的拟合方法，以解决用一般的水泵效率特性曲线拟合方法存在的拟合精度不高或曲线形状畸变的问题．在给定分段节点横坐标的条件下．通过确定系数矩阵和反求曲线顶点，基于最小二乘法推导出最优节点的纵坐标公式．实例计算表明，采用该方法可以较好地拟合水泵效率特性曲线．     

泵性能测试曲线分段最小二乘多项式拟合算法

针对现有水泵性能测试曲线拟合算法单一、对水泵非稳定性状态不规则、马鞍形等形状数据拟合精度差、近似效果不理想甚至丢失真实试验数据特性的现状,通过比较水泵性能曲线的各种拟合方法,分析了不同拟合方法在水泵特性曲线拟合中的优缺点,并针对特殊的水泵马鞍形性能曲线,设计了分段最小二乘多项式拟合方法.为了保证分段拟合曲线的连续可导性,在分段最小二乘拟合曲线的基础上,对各相邻分段曲线的分段点采用插值拟合的方法进行连接.最后通过试验验证,分别采用分段三阶最小二乘拟合算法和五阶最小二乘拟合算法对试验数据进行拟合,并对拟合结果进行对比分析.结果表明:采用分段最小二乘多项式的拟合方法对复杂特性曲线进行拟合,可以提高拟合曲线的拟合精度,并保证了拟合曲线的连续性.     

水泵全特性曲线的预测及对数值分析的影响

为了准确评估泵系统水力过渡过程特性并实施合理有效水的锤防护的重要边界条件,基于水泵全特性曲线的Suter曲线表达形式,提出基于牛顿插值算法的水泵全特性曲线预测方法,进一步给出一种利用水泵基本特性曲线来修正水泵全特性曲线的数值变换方法.通过与常用的水泵全特性曲线预测拟合方法的比较,以及在泵站系统过渡过程计算中的应用分析,结果表明:基于牛顿插值算法的水泵全特性曲线预测方法应用方便,相比于常用的基于拉格朗日插值算法的曲线拟合方法,牛顿插值预测方法能灵活适应基础拟合数据的扩充,而且预测得到的水泵全特性Suter曲线是合理可靠的.经过水泵基本特性曲线修正后的Suter曲线,在提高泵系统水泵稳态计算工作点精度的同时,能较准确地反映水泵全工况的流量特性和能量特性,满足泵系统过渡过程计算分析的精度要求.     

基于点云数据的NURBS曲面重建研究

提出一种基于点云数据的NURBS曲面重建方法，针对数据点的分布不均匀性，进行非均匀B样条曲线控制点的反算，通过累积弦长法构造非均匀节点矢量，保证了曲面的插值精度和曲面重建的质量。     

基于BP神经网络拟合水泵特性曲线

通过试验的方法绘制出水泵的特性曲线是判断水泵是否满足设计要求的基础.特性曲线拟合的精度决定判断的准确性.人工神经网络具有较强的非线性处理能力和逼近能力.为此,在分析水泵性能试验及其特性曲线、阐明BP神经网络的方法理论及其特性的基础上,建立了BP神经网络拟合水泵特性曲线的模型,并加以应用.结果表明,其效果显著,具有工程应用价值.     

可视化编程技术在发动机外特性曲线绘制中的应用

通过对汽车发动机外特性的理论分析,在处理汽车发动机外特性曲线时,建立了一种适合处理发动机外特性曲线的三次样条函数拟合的数学模型,在C Builder可视化开发平台上,编制了汽车发动机外特性曲线绘制程序.利用三次样条函数插值法对实验数据进行拟合,实现了发动机外特性曲线绘制的自动化.     

基于Excel的水泵性能试验数据处理的VBA开发

水泵性能曲线试验数据在用Excel表格进行存储时,为了使水泵性能数据在Excel通用电子表中能自动进行数值计算,利用VBA对原先编制的Excel水泵性能试验数据处理表进行了二次开发.在电子表中增加了水泵试验容差等级选择和试验结果按钮,根据GB/T 3216—2005标准规定的容错等级和判别准则以及最小二乘拟合算法和插值计算算法,分别对这两个功能按钮进行了VBA编程,通过点击试验结果按钮,就可实现水泵性能试验数据的插值计算和性能判别,得到了水泵规定点和交点的性能数据及判别结果.以BQW15-30-4型潜水泵为应用实例,进行水力性能试验,并进行了性能判别及绘制性能曲线.结果表明,H-Q曲线刚好与容差十字线垂直线段下端相交,满足要求.该方法增强了Excel处理水泵试验数据的插值计算功能,省略大量曲线绘制工作.     

基于改进三次B样条曲线的奶牛点云缺失区域修复方法

奶牛三维点云包含的尺寸和体型等信息对奶牛体型评价、尺寸测量和健康评定等具有重要意义。在奶牛活动场和挤奶间栏杆通道获取奶牛点云时,由于栏杆遮挡导致获取的点云缺失区域较大,严重影响奶牛三维建模精度。为了修复缺失的大区域点云,提出一种基于三次B样条曲线的奶牛点云缺失区域修复方法。该方法先对Kinect v2传感器获取的奶牛点云进行预处理,去除周围环境背景,然后沿点云坐标系x轴方向对提取的奶牛点云进行切片投影处理,对每个切片点列中间距较大的相邻点进行补点,再用三次B样条曲线进行拟合。在试验分析补点操作中参数h和L较优取值的基础上,对45头荷斯坦奶牛共225帧点云进行修复试验。结果表明,所提方法比三次B样条方法修复得到的点云均匀性和逼近性能更好,平均帧逼近误差降低了26.7%,为大面积点云缺失修复提供了有效方法。     

水泵水轮机全特性曲线的改进Suter变换

水泵水轮机的全特性曲线在水泵工况和反水泵区表现出"S"型特征,曲线存在交叉和重叠现象,这种流量和转矩的多值性会给过渡过程分析带来不便.采用改进的Suter曲线变换方法,将水泵水轮机在四象限内的全特性曲线转换为2组周期性变化的曲线,即WH(x,y)线和WM(x,y)线;在保持原有数据曲线特性不变的基础上,对水泵水轮机的全特性曲线进行了变换处理,然后采用最小二乘曲面拟合数学模型对变换后得到的WH曲线和WM曲线进行曲面拟合,得到了2组曲线的三维曲面拟合图.变换后的WH曲线和WM曲线平滑光顺,成为2组近似平行的曲线,消除了Suter转换曲线的分布不均匀和插值多值性等缺陷,从而消除了水泵水轮机全特性曲线在水泵和反水泵区的交叉和重叠现象以及曲线两端的分布不均匀现象,为水泵水轮机的过渡过程分析提供了方便.     

并联水泵单调速优化运行研究

利用最小二乘法对水泵性能曲线进行二次拟合,根据等扬程流量叠加原理建立了水泵并联运行曲线方程.对不同型号水泵配置的单调速泵站,通过建立的水泵并联调速运行方程和泵站的年供水规律,计算得到各供水指标下调速泵的调速比,可以实现完全通过改变水泵的特性来达到工况点改变的目的.     

轴流泵装置性能曲线马鞍形区的特点及应用

根据南水北调水泵模型同台测试资料和中水北方水力模型通用试验台的泵装置模型试验资料,对具有代表性的4个轴流泵装置与相应轴流泵扬程-流量性能曲线的马鞍形区特点进行对比分析.结果发现:轴流泵装置扬程-流量性能曲线的马鞍形区只有1个马鞍形,而相应的轴流泵扬程-流量性能曲线有2个马鞍形,第一马鞍形鞍底扬程与泵装置的鞍底扬程接近,而第二马鞍形鞍底扬程则明显低于泵装置的鞍底扬程;透明泵装置模型试验的流态观察结果表明,轴流泵扬程-流量性能曲线马鞍形区出现的第二鞍底是在水泵模型性能测试时受二次回流影响而产生的测量假象.在低扬程泵站水泵选型考虑泵站最高运行扬程的控制扬程时,应将轴流泵扬程-流量性能曲线马鞍形区的第一鞍底扬程作为控制扬程,如有相近泵装置模型试验的扬程-流量性能曲线,则可参考相关泵装置模型试验资料提供的鞍底扬程.     

试验数据曲线拟合的简便计算法

着重介绍了以微型计算机为工具对两组有未知关系的试验数据进行回归方差分析及曲线拟合的简单易行的计算方法，介绍了微机程序设计思想及关键，并给出了程序设计框图，对泵的性能测试，喷灌管道水力损失试验及泵站测试数据的处理有一定的指导和借鉴意义。     

利用规划求解法确定水泵工况点

利用Excel中的规划求解法的基本功能,解决了水泵工况点的确定问题。首先用抛物线方程H=A1＋B1Q＋C1Q2表示泵流量与扬程曲线,方程H需=H净＋h损表示水泵装置的需要扬程曲线。然后根据在水泵工况点水泵的扬程H与需要扬程H需相等这一理论,给出流量的初值,并分别写出水泵扬程H和需要扬程H需与流量Q之间的计算公式,运用Excel计算功能,分别计算出水泵的扬程和需要扬程。利用此方法和水泵工况点确定的相关理论,准确、快速地求解各类复杂条件下水泵的工况点。这种方法与传统的图解法、数解法相比,具有快捷、精确等优点。     

核主泵四象限特性曲线的数值预测

为实现在核主泵产品开发过程中对四象限特性进行预测与设计方案快速可靠评估,采用全流道内流场数值模拟方法,针对某轴封式核主泵在定转速下的四象限运行特性进行预测,研究基于数值模拟预测四象限特性曲线的可靠性.与试验曲线对比结果表明:在正转逆流及反转逆流工况下预测结果与试验结果一致性好,其扬程和转矩曲线的偏差大部分点在±3%以内,个别点在±5%以内;在反转正流工况预测结果与试验的各曲线变化趋势相同,但预测值与试验曲线之间的偏差较大,其扬程和转矩曲线偏差大部分点在±10%以内,个别点在±20%以内.证明采用基于数值模拟的预测方法能够替代大部分运行区域的试验来获得可靠的特性曲线, 在设计过程中可以采用该方法对设计方案快速评估,但对主泵在反转正流工况的准确数值模拟还需要进一步研究.     

离心泵叶轮的参数化设计

针对传统离心泵叶轮设计步骤繁琐的不足,提出了采用4次Bezier曲线来设计叶轮的轴面流线及叶片型线的方法.详细介绍了轴面流线和叶片型线的控制方法,使其和传统的离心泵设计理论结合起来.将椭圆型偏微分方程应用于叶轮轴面的离散以及叶片空间曲面的生成,并将叶片的空间曲面造型问题转换成偏微分方程的边值问题,控制边界条件即达到对叶片的控制.数值求解边值问题的解,即可得到泵叶片的数值模型,然后再将叶片的数据导入造型软件并生成叶轮的实体造型,实现了离心叶轮的参数化设计.实例计算结果表明,提出的理论和方法是有效的,能够实现叶轮的快速高效设计.     

自由节曲线非圆齿轮驱动差速泵设计与性能试验

为进一步改善差速泵性能，提出一种自由节曲线非圆齿轮驱动的四叶片差速泵，建立自由节曲线非圆齿轮驱动差速泵性能计算模型，编写差速泵性能计算软件，分析不同控制点下的差速泵排量、流量和脉动率等性能指标。结果表明，相比最优傅里叶节曲线，自由节曲线具有更好的局部优化能力，可有效提升非圆齿轮不根切最大模数和差速泵排量，降低差速泵脉动率，更有利于提高差速泵综合性能。试验表明，在相同泵尺寸及管路环境下，相比最优傅里叶非圆齿轮驱动的四叶片差速泵，自由节曲线非圆齿轮驱动的差速泵排量增加6.6%，不根切最大模数增加18.7%，有效提升了非圆齿轮承载能力，差速泵单泵脉动率降低8.3%，说明自由节曲线非圆齿轮更有利于提升差速泵性能。     

离心泵性能曲线驼峰判据的探讨

通过对离心泵性能曲线形成的分析 ,指出了离心泵理论扬程曲线的斜率大小对泵的实际性能曲线有非常重要的影响 ,当此斜率的绝对值越大 ,实际性能曲线越稳定 ,当此斜率的绝对值逐渐变小 ,实际性能曲线将产生驼峰。由此提出了判定离心泵性能曲线是否有驼峰的判据 ,并且经试验进行了验证。