为了更加准确地分析核主泵水导轴承性能,提高轴系设计的可靠性及其泵机组的安全稳定性,基于有限差分方法求解Reynolds方程,建立水导轴承的流体动力润滑仿真模型。采用正交试验方法完成以偏心率、半径间隙、长径比和转速为优化参数,以轴承承载力、功率损耗、最大液膜压力和最小液膜厚度为轴承性能指标的试验设计。通过极差分析得到各参数对水导轴承各性能影响的主次顺序和一组最优参数组合。结果表明:影响轴承承载力和功率损耗最显著的因素是转速,影响最小液膜厚度和最大液膜压力最显著的因素是偏心率。在满足多目标性能最优的条件下,综合分析该核主泵水导轴承最优设计参数组合为偏心率取0.6、半径间隙取0.3 mm、长径比取1和转速取1500 r/min。

为了探讨摆线型凸轮转子泵抽送粪污介质的性能变化和针对非牛顿流体类抽送的优化设计,以三叶摆线型凸轮转子泵作为研究对象,选取清水和浓度为6.87%,9.20%,12.15%的猪粪作为抽送介质,对凸轮转子泵进行三维非定常数值模拟,分析内部流场瞬态特性,预测其外特性。分析结果表明:在抽送清水和不同浓度的猪粪时,从泵腔的进口区域到出口区域的压力逐渐升高,随猪粪浓度增大,独立工作腔室的压力增大;抽送非牛顿流体时,间隙处因挤压而产生的速度激增,转子泵腔内的速度分布更加均匀;出口的压力脉动主频均出现在2倍叶频处,压力脉动幅值随猪粪浓度增大而减小;随猪粪浓度增大,出口流量、容积效率及水力效率增大,流量脉动系数减小,其性能优于抽送清水介质。研究为凸轮转子泵输送非牛顿流体时的优化设计奠定了基础。

为了对整体叶轮等复杂曲面的半精或精加工过程进行仿真和铣削力预测，提出了采用锥度球头铣刀五轴侧铣加工叶片型面的刀轴运动和铣削力计算模型。将锥度球头铣刀沿刀轴方向分解成一定数量的微元，为每个微元创建独立的进给坐标系，并将各微元的总进给速度朝垂直刀轴和平行刀轴等两个方向进行分解，进而得到水平和垂直方向的进给量，由此精确建立微元的总切屑厚度模型。通过斜角切削的正交实验计算相应的摩擦角、剪切应力和剪切角等参数，得到各微元被作用的铣削力，即可预测刀具和工件接触的总铣削力。仿真计算和实验结果对比表明：所建立的铣削力预测模型仿真计算结果与实测一致性好，基本符合实际加工规律。

为满足某660MW大型汽轮发电机组对油系统的要求，在对600MW汽轮发电机组配套的主油泵流道研究分析的基础上，采用加大流量设计法对600MW机组配套主油泵流道进行改型设计，并利用基于多工况数值模拟和性能预测优化设计方法，实现了主油泵改型及优化设计目标，有效地解决设计工况的参数匹配问题和多工况的性能优化问题。实践证明该设计方法是可行的，可推广应用于叶片泵的改型及优化设计。

在对一600MW汽轮发电机组配套的油系统的主油泵流道研究分析的基础上,采用加大流量设计法进行该泵的改型设计;并利用基于多工况流场数值模拟和性能预测的优化设计方法来优化流道,使设计出的主油泵能满足660MW大型汽轮发电机组的油系统要求。通过数值试验取代传统模型试验,实现了主油泵改型及优化设计目标。工程应用表明文中提出的主油泵优化设计方法不仅可以有效解决设计工况的参数匹配,达到水力性能的要求,实际运行证明该设计方法是可行和可靠的,为该泵的国产化和自主创新奠定了基础。而且可以进一步推广用于类似的叶片泵的改型及优化设计。

产品开发阶段,采用有限元分析软件ANSYS对离心泵泵体进行进分析和优化设计,可有效缩短研发周期、提高设计的可靠性.文中完成了某水平中开式离心泵在极限水压条件下的仿真,并考虑了壳体中分面接触问题、法兰面接触问题以及螺栓预紧力对结构强度的影响,采用有限元法对壳体和螺栓进行了刚强度计算,并对中分面的密封性能及壳体的可靠性进行了评估分析.通过实际工程验证文中的方法不仅有助于减少水压试验的工作量,而且可为优化泵体结构设计、合理选择法兰和螺栓奠定技术基础.

根据油涡轮各部件的基本结构与工作原理,推导出油涡轮中能量转换与几何参数之间的关系方程,分析了油涡轮有效轴功率随叶片出口安放角β2的变化规律。本文结合1000MW汽轮机组配套油涡轮研发,借助CFD软件对叶片出口安放角β2分别为22.5°,18°,13.5°和10°4种设计方案的油涡轮进行多工况数值模拟。理论分析和多工况数值模拟都表明：在一定范围内随着叶片出口安放角减小,油涡轮的有效轴功率会随之增大,且＂n-N T＂曲线更平坦,不仅能够满足油涡轮的调节特性要求,而且还具有较好的稳定性。由此证明文中分析方法可以为完善油涡轮的设计理论奠定一些基础。

为探讨双吸双流道泵的内部流动规律,本文基于CFD性能预测方法,计算泵在不同时刻和不同工况下的速度-压力分布,探讨其蜗壳喉部的速度分布和蜗壳内部的压力脉动。研究结果表明：叶轮进口处的流动状态与普通叶轮相差较大,在流道的工作面上存在脱流和旋涡。叶轮流道旋转至隔舌左侧靠近蜗壳出口时,叶轮流道以及蜗壳喉部的速度-压力分布均匀。各监测点为低频振动。此项研究可为进一步优化此类泵提供一定的参考。

大型三偏心蝶阀作为紧急切断系统逐步推广应用到燃气发电机组进气保安系统中，其液压控制系统的动态响应特性及可靠性对电站安全运行至关重要。针对三偏心蝶阀作为紧急切断阀系统的功能要求，设计出满足紧急切断要求的液压控制方案。建立液压控制系统的仿真模型，对开阀及关阀过程进行系统的动态特性仿真，并对研制的紧急切断阀系统的动态响应进行了试验，全开过程中执行机构活塞实测最大位移比仿真结果大0．21mm，快关阀全开和紧急关闭实测最长时间都比仿真结果多0．01s。证明在设计过程中采用仿真技术能够准确地预测设计的三偏心蝶阀系统的动态响应特性和优化设计方案。

针对以三偏心蝶阀作为快关阀系统的功能要求，设计快关阀液压系统，并建立仿真模型。该快关阀系统由启闭、控制及驱动3部分组成。要求系统可实现慢开、快关、游动和手动急停4种开关方式。为了使设计的液压系统能够满足系统的功能要求，需要对液压系统动态仿真。先进行快关阀开阀过程液压系统动态仿真，再进行关阀过程动态仿真。通过对该快关阀系统的动态响应试验实测表明，仿真与实测结果一致。