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泵是一種通用機械，也是人類發(fā)明最早的將自然轉(zhuǎn)換成有用功的機械之一。曾經(jīng)日本對泵的能源消耗進行了可信的統(tǒng)計，其結(jié)果表明泵在能源消耗方面出乎預(yù)料地占全國總發(fā)電量的1/4。泵在機電產(chǎn)品中數(shù)量僅次于電機的在國民經(jīng)濟中廣泛應(yīng)用的主要通用機電產(chǎn)品。盡管如此，人們對泵內(nèi)流動了解并不充分。或者說，人們還無法完全把握其流動規(guī)律。正如的天文學(xué)家開普勒所感慨的一樣：看來研究星球的運動軌跡似乎比了解我們身邊的水的運動規(guī)律和軌跡要簡單的多。斯捷潘諾夫提出的泵進口流動符合最小阻力原理就在學(xué)術(shù)界爭論了近半個世紀(jì)，至今仍然有關(guān)于泵進口流動的一些錯誤觀點。泵現(xiàn)有的常用設(shè)計方法是（1）模型換算法，（2）速度系數(shù)法。這兩種方法都是以現(xiàn)有成功經(jīng)驗為基礎(chǔ)的一種借鑒方式的設(shè)計方法，往往難以實現(xiàn)現(xiàn)有模型和一些傳統(tǒng)觀念的束縛。在我國知名的流體動力專家吳仲華先生創(chuàng)立葉輪機械的三無流動理論之后，泵的三無流引起了研究者的重視并開始應(yīng)用于泵的改進計算中。但是，泵的三元流動計算對幾乎所有的泵制造廠的設(shè)計師們來說是高不可攀的。直到日新月異的計算機發(fā)展和研究者們的不斷深入，計算機技術(shù)和流體力學(xué)相互結(jié)合一門新興的科學(xué)―――cfd（計算流體動力學(xué)）的建立，同時一些軟件公司在cfo領(lǐng)域中開發(fā)出功能強大的商用軟件，這樣即使設(shè)計人員對編程不很熟悉，也可以運用這些功能強大的商品軟件，服務(wù)于液體的設(shè)計。三元流設(shè)計方法逐步進入水泵產(chǎn)品的實用階段，給提升泵設(shè)計水平、生產(chǎn)高效率的泵類產(chǎn)品帶來了曙光。cfd也叫流體的數(shù)值模擬，它是使用計算試驗的方法來模擬真機或者組的流動情況，充分把握流體動力學(xué)的特性從而研究其性能及各種特性。可進行流體機械的開發(fā)設(shè)計、性能改善、環(huán)境預(yù)測，還可解釋流體間復(fù)雜的湍流現(xiàn)象，模擬許多難以再現(xiàn)、測定困難的流動現(xiàn)象。cfd首先將實在的流體建立成數(shù)學(xué)模型（比如紊流模型、多相流模型、粘彈性流模型等），并用微分方程式和輔助的方程式進行表示，再用數(shù)值計算方法將這些方程式改寫成計算機能識別的代數(shù)方程式，這些計算方法包括：差分法、有限元素法、境界積分法、矢量法、渦法等等，根據(jù)具體方程的不同特點，采用不同的計算方法。經(jīng)過此階段，微分方程式轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢苑磸?fù)運算的單純的四則運算問題，接著用計算機來進行計算得到計算結(jié)果。這種設(shè)計方法不僅可以大大的縮短泵的設(shè)計周期，而且可以減少泵的試驗次數(shù)，從而大大的降低研發(fā)和生產(chǎn)的成本。現(xiàn)在主流的cfd軟件有fluent、start－cd、phoenics、flowtax等。我國越來越多專家學(xué)者們開始從事cfd研究并取得了可喜的成績。隨著cfd的不斷深入和軟件易用化，cfd必將給泵設(shè)計效果帶來一次飛躍。截至今年6月，172項重大水利工程已開工129項，在建重大水利工程投資規(guī)模超過10011億元，提前完成《工作報告》提出水利在建投資規(guī)模達到1萬億元的目標(biāo)任務(wù)。重大農(nóng)業(yè)節(jié)水工程、重大引調(diào)水工程、重點水源工程、江河湖泊治理骨干工程等重大水利工程的陸續(xù)實施，為我國水利基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建奠定了堅實基礎(chǔ)。2014年，國務(wù)院常務(wù)會議提出加快推進172項節(jié)水供水重大水利工程建設(shè)。此后，水利部會同國家發(fā)展改革委等有關(guān)部門和地方，采取建立部際協(xié)調(diào)機制、落實工作目標(biāo)責(zé)任、強化督導(dǎo)檢查、按月調(diào)度會商等多種有力措施，全力推進172項重大水利工程的前期工作和建設(shè)進度。
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