基于本征正交分解法的離心泵葉輪反問題方法研究.pdf

1、隨著計算流體力學和流體測試技術的快速蓬勃發(fā)展，離心泵內(nèi)的流動問題研究發(fā)展迅速，但由于離心泵葉輪反問題的復雜性，其進展緩慢，目前離心泵葉輪的設計主要還是基于傳統(tǒng)的設計理論，其優(yōu)化設計難以實現(xiàn)。近年來，本課題組已先后將響應面、不完全敏感性、伴隨方法、自由曲面變形等優(yōu)化理論和方法成功應用于二維及三維離心泵葉輪的優(yōu)化設計中，不斷豐富了水力機械優(yōu)化和反問題研究的理論和方法。
　　本研究在課題組前幾年工作的基礎上，將本征正交分解（POD）方法

2、引入到水力機械優(yōu)化設計領域，研究分別以離心泵二維葉輪和三維葉輪作為對象，葉片型線使用泰勒多項式和Bezier曲線進行參數(shù)化描述，通過對葉片控制參數(shù)的擾動來產(chǎn)生初始的樣本集，應用CFD方法進行泵內(nèi)部的流動模擬，快照集矢量包括葉型控制參數(shù)和工作面的總壓分布，同時編制了基于MATLAB的程序代碼。具體研究內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　1.將本征正交分解理論引入到水力機械優(yōu)化設計領域，提出一種離心泵葉輪反問題方法—基于本征正交分解（POD）

3、的離心泵葉輪反問題。算例結果表面，基于POD方法的離心泵葉片反問題方法具有良好的穩(wěn)健性和很高的精度，同時可以極大地降低反問題的計算量，進一步完善了水力機械優(yōu)化設計理論。
　　2.提出了基于POD方法的離心泵葉輪反問題迭代修正算法，根據(jù)CFD數(shù)值模擬結果和POD計算結果的差距來修正總壓分布，然后繼續(xù)進行反問題的迭代。
　　3.葉片型線的控制、離心泵葉輪反問題方法均由MATLAB程序代碼實現(xiàn)，該方法精煉具有較強的穩(wěn)定性。