当前位置:主页 > 科技论文 > 机械论文 >

混流泵叶轮的自动优化设计研究

发布时间:2018-02-16 19:44

  本文关键词: 混流泵叶轮 集成 数值模拟 自动优化 出处:《扬州大学》2012年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:叶轮作为混流泵的核心部件,其性能的好坏直接关系到混流泵运行的效率、稳定性及汽蚀性能。在广泛使用计算机和计算流体动力学(CFD)技术进行混流泵计算机辅助设计(CAD)及性能预测的基础上,开展混流泵叶轮自动优化设计研究,能够有效集成CAD和CFD技术实现混流泵叶轮真正意义上的优化设计,可进一步提高混流泵整体性能,降低设计成本,缩短研发周期。 本文基于多学科优化设计软件iSIGHT-FD,将混流泵叶轮CAD、CFD流场计算与数值优化技术有机联系起来,构建混流泵叶轮自动优化设计平台。该平台由数学过程控制叶片设计的修改方向,以现有的混流泵叶轮模型为对象,进行自动优化设计。运用CFX软件对混流泵模型叶轮内部三维流场进行数值模拟,计算其外特性性能参数。在分析CFX软件数据输入、输出方法的基础上,确定了前处理数据输入文件的格式和后处理数据输出文件的格式;选取叶尖叶栅稠密度、叶根叶栅稠密度倍数、叶片展向无因次负荷系数A/B和C/B共四个优化设计参数,对叶片各断面翼型长度和安放角进行控制,通过调整混流泵叶轮CAD程序,实现叶轮叶片的参数化造型。通过对优化参数极限值叶轮造型效果和网格剖分的分析,验证优化参数搜索空间的有效性。最终采用iSIGHT-FD软件平台,构建叶片参数化造型、网格划分、数值模拟和NLPQL优化算法的混流泵叶轮自动优化设计流程,对初始叶片在设计工况下进行了自动优化设计 通过对优化前后的叶轮性能进行对比分析,叶轮经优化后性能相对有所提高,表明本文采用的自动优化设计方法是有效并可行的。
[Abstract]:Impeller is the core component of mixed flow pump, and its performance is directly related to the efficiency of mixed flow pump. Stability and cavitation performance. On the basis of computer aided design (CAD) and performance prediction based on computer and computational fluid dynamics (CFDs) technology, the automatic optimization design of impeller of mixed-flow pump is studied. It can effectively integrate CAD and CFD technology to realize the real optimization design of the impeller of the mixed-flow pump. It can further improve the overall performance of the mixed-flow pump, reduce the design cost and shorten the research and development period. In this paper, based on the software iSIGHT-FDD, the CFD flow field calculation of the impeller of the mixed flow pump is organically connected with the numerical optimization technology, and a platform for the automatic optimization design of the impeller of the mixed-flow pump is constructed. The modification direction of the blade design is controlled by the mathematical process. Taking the existing impeller model of the mixed flow pump as the object, the automatic optimization design is carried out. The three-dimensional flow field inside the impeller of the mixed flow pump model is numerically simulated by using CFX software, and its external characteristic performance parameters are calculated. The data input of CFX software is analyzed. On the basis of the output method, the format of the pre-processing data input file and the post-processing data output file are determined, and the density degree of the blade tip cascade, the density multiple of the blade blade cascade, the density multiple of the blade blade cascade are selected. There are four optimal design parameters for blade span dimensionless load coefficient A / B and C / B to control the airfoil length and placement angle of each section of the blade, and to adjust the CAD program of the impeller of the mixed flow pump. The parametric modeling of impeller blade is realized. The effectiveness of searching space for optimized parameters is verified by analyzing the modeling effect and mesh division of impeller modeling. Finally, the parametric modeling of blade is constructed by using iSIGHT-FD software platform. The flow chart of automatic optimization design of mixed flow pump impeller based on mesh division, numerical simulation and NLPQL optimization algorithm is presented. The initial blade is automatically optimized under design conditions. By comparing and analyzing the performance of impeller before and after optimization, the performance of impeller is improved, which shows that the automatic optimization design method is effective and feasible.
【学位授予单位】:扬州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH313

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 席光,卢金铃,祁大同;混流泵三元叶片优化设计方法研究[J];工程热物理学报;2004年06期

2 严俊峰;陈炜;;高速复合叶轮离心泵多相位定常流动数值模拟[J];火箭推进;2007年01期

3 段丽娟;吴成富;张闻乾;陈怀民;;基于序列二次规划算法的控制律寻优设计[J];火力与指挥控制;2009年01期

4 何希杰,劳学苏;混流泵叶轮叶片设计方法[J];河北工程技术高等专科学校学报;2000年01期

5 曹树良,梁莉,祝宝山,陆力;高比转速混流泵叶轮设计方法[J];江苏大学学报(自然科学版);2005年03期

6 王红志;;一种实用的混流泵叶轮设计方法[J];机电工程技术;2006年03期

7 张永学;周鑫;;泵叶轮数值研发理论的若干关键问题[J];流体机械;2010年02期

8 阮劲松;王春林;袁春元;胡彬彬;邢岩;;基于Bezier函数的混流泵叶片造型研究[J];农机化研究;2005年06期

9 张克危,孙建平,贾宗谟;混流泵叶片形状的优化[J];农业机械学报;1996年02期

10 何希杰;劳学苏;;混流泵叶片角对泵性能的影响[J];河北工程技术高等专科学校学报;2006年01期

相关博士学位论文 前1条

1 杨敬江;轴流泵水力模型设计方法与数值模拟研究[D];江苏大学;2008年

相关硕士学位论文 前7条

1 高光良;序列二次规划法在航空发动机加力过程最优控制中的应用研究[D];西北工业大学;2005年

2 吴治将;混流泵内流场的数值模拟[D];兰州理工大学;2005年

3 杨国平;轴流泵叶轮及后导叶流场计算与分析[D];扬州大学;2005年

4 马静敏;基于iSIGHT的电子汽车衡的多学科设计优化[D];山东科技大学;2005年

5 朱亮;叶片厚度变化对轴流泵性能的影响[D];扬州大学;2008年

6 刘润泽;透平叶片气动优化设计方法研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2009年

7 许旭东;高比转数混流泵叶轮水力设计CAD系统的研究[D];扬州大学;2009年



本文编号:1516295

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/1516295.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户d7118***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com