基于自由曲面變形方法的離心泵葉片反問題及其優(yōu)化研究.pdf

1、近年來，隨著離心泵內(nèi)部流動數(shù)值計算技術(shù)以及流場測試技術(shù)的不斷發(fā)展，離心泵正問題的研究取得了十分豐碩的成果。但離心泵反問題及其優(yōu)化的研究進展緩慢，主要是因為離心泵內(nèi)部流動為復(fù)雜的三維湍流流動，加上內(nèi)部流道形狀復(fù)雜，難以參數(shù)化表示以及旋轉(zhuǎn)坐標系等因素的影響。針對目前離心泵葉片反問題及其優(yōu)化難以進行，本文的工作主要圍繞離心泵葉片反問題方法及其優(yōu)化進行，提出一種離心泵葉片反問題方法，并以此為基礎(chǔ)進行葉片優(yōu)化設(shè)計。主要工作和成果如下：
　　

2、1.提出一種離心泵葉片反問題方法——基于自由曲面變形方法的離心泵葉片反問題方法。采用自由曲面變形方法對葉輪葉片形狀進行控制，結(jié)合自由曲面變形方法的數(shù)學(xué)原理，利用葉片載荷分布驅(qū)動葉片的變形，構(gòu)建了更為穩(wěn)定有效的變形函數(shù)，從而實現(xiàn)了根據(jù)物理參數(shù)對葉片形狀的控制，實現(xiàn)了離心泵葉片的反問題控制。
　　2.提出采用多段樣條曲線與直線相結(jié)合的方法對離心泵葉片載荷曲線進行參數(shù)化控制。根據(jù)目標載荷的分布規(guī)律，選取樣條曲線與直線結(jié)合點處的載荷數(shù)值為

3、控制變量，根據(jù)控制點處的載荷數(shù)值即可擬合生成葉片載荷曲線，從而實現(xiàn)葉片載荷曲線的參數(shù)化控制。
　　3.根據(jù)基于自由曲面變形方法的反問題方法，以及葉片載荷曲線的參數(shù)化控制，在葉片載荷控制變量空間進行試驗設(shè)計，結(jié)合響應(yīng)面分析法進行離心泵葉片的載荷優(yōu)化研究。得到了離心泵葉片載荷分布規(guī)律與對應(yīng)的葉片形狀及葉片水力性能之間的關(guān)系，得到了低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵葉片理想的載荷分布規(guī)律。算例優(yōu)化結(jié)果表明離心泵葉片載荷優(yōu)化理論及方法是可行的。
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