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大、中型低扬程泵站在我国分布广泛,应用范围广,发挥作用大。其中进、出水流道是大、中型低扬程泵装置的重要组成部分,对泵装置性能影响显著。因此,对进、出水流道的优化水力设计必须引起高度重视。目前,关于泵站进、出水流道水力性能的研究手段多样,研究成果也较丰富。但过去的一维流道设计方法由于自身理论的矛盾性,早已不再适应现代的设计要求。而现阶段基于CFD数值计算的流道三维水力设计方法虽然已经在使用,但就如何开展泵站进、出水流道优化水力设计仍缺乏相关的理论方法指导。为了完善进、出水流道优化水力设计理论,进一步提高低扬程泵装置的水力性能,使这种方法更多、更好地指导工程实践。本文对流道优化水力设计方法进行了深入的研究和系统的归纳。具体内容包括以下几个方面:(1)提出了进、出水流道分析研究方法的概念,指出了对进、出水流道进行分析研究的必要性。在对相关研究资料进行分析的基础上,分析了对流道进行分析研究的边界条件及可行性;(2)阐释了进、出水流道优化水力设计的目标函数,分析了目标函数的特点;(3)明确了进、出水流道优化水力设计的思路,提出了将流道水力设计分为6个层次逐步进行优化的精细优化方法,并引入了最优化方法来指导确定优化路径;(4)在对已有流道优化水力设计研究资料进行整理的基础上,以Microsoft Access为数据库平台,Visual Basic为编程语言,开发了大型泵装置进、出水流道水力设计数据库管理系统;(5)对肘形进水流道和虹吸式出水流道三维几何形体的特点进行了分析,并建立了肘形进水流道和虹吸式出水流道的参数化模型:(6)运用以三维湍流流动理论为基础的数值模拟理论与方法,阐释了进、出水流道及泵装置的计算区域和边界条件;(7)介绍了进水流道和出水流道模型试验方法和试验装置,解决了流道的流态观测和水力损失测量问题;(8)采用本文所提方法对某大型泵站进、出水流道进行了优化水力设计研究。确定了进、出水流道的最优方案,分别对进水流道和出水流道进行了流道模型试验,对优化后的泵装置进行了整体模型试验研究,并对结果进行了对比分析。本文利用现代化的计算机技术和CFD数值计算理论,完善、优化了进、出流道的优化水力设计方法,明确了流道三维优化水力设计的思路,解决了优化过程中所需处理的关键问题。从理论上分析了该方法的合理性,从工程应用方面验证了论文所提方法的有效性、正确性。本文所述的泵站进、出水流道优化水力设计方法可用于指导大、中型泵站进、出水流道优化水力设计。