基于多目標(biāo)遺傳算法的上游泵送機(jī)械密封優(yōu)化研究.pdf

1、上游泵送機(jī)械密封作為一種典型的非接觸機(jī)械密封，因其流體潤滑、泄漏量小甚至無泄漏、使用壽命長等優(yōu)勢而得到推廣應(yīng)用。但是，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和對密封性能要求的不斷提高，如何更加有效地設(shè)計(jì)出性能優(yōu)秀的機(jī)械密封成為迫切需要解決的課題。機(jī)械密封端面造型參數(shù)是涉及密封性能優(yōu)劣的關(guān)鍵，目前大多采用數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行單因素單目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)。雖有成效但很難達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)要求。為此本文在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：51279067）和航空科學(xué)基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號

2、：201328R3001）的資助下，以上游泵送機(jī)械密封為研究對象，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和多目標(biāo)遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，主要工作和結(jié)論如下：
　　1.基于空化模型和動網(wǎng)格技術(shù)，對上游泵送機(jī)械密封微間隙內(nèi)流場進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，分析了密封端面槽型幾何參數(shù)對密封性能的影響。研究表明：槽深h、螺旋角α、槽徑寬徑比β和槽區(qū)寬度比γ是密封性能的主要影響因素。
　　2.采用均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)、多元回歸分析和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方法，獲得了上游泵送機(jī)械密封

3、端面形貌參數(shù)和密封性能之間的函數(shù)關(guān)系。研究表明：結(jié)合均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以獲得槽型幾何參數(shù)與密封性能參數(shù)之間的真實(shí)函數(shù)關(guān)系；槽型幾何參數(shù)間存在交互作用且對密封性能有著重要影響；槽型優(yōu)化區(qū)間為6≤h≤10μm，16°≤α≤20°，0.35≤β≤0.55，0.4≤γ≤0.6。
　　3.基于CFD數(shù)值計(jì)算和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型，采用多目標(biāo)遺傳算法建立多目標(biāo)遺傳優(yōu)化策略，對上游泵送機(jī)械密封的性能進(jìn)行優(yōu)化。研究表明：（1）基于合理的試驗(yàn)設(shè)計(jì)