基于改进粒子群算法的喷水推进泵叶片优化设计

发布时间：2021-10-11 06:17

　　为了改进喷水推进泵的敞水性能,利用改进粒子群优化算法优化其转子叶片.结合改进粒子群优化算法与数值仿真技术,以升阻比和压力分布为优化目标,对翼型NACA-6510进行优化.结果表明:经优化,翼型升阻比提高14.7%,压力分布中最低压力提高20%,有效地抑制了空化的发生.将优化翼型应用于喷水推进泵的水力模型设计,不改变翼型的位置,对其性能进行分析,发现其推力提高2.55%,效率提升6.38%;结合对扭矩系数和轴功率的分析,优化后喷水推进泵性能明显改善.经优化,喷水推进泵流场中叶片压力脉动明显改善,叶片最低压力值提高,延迟了空化的发生;分析叶片载荷分布,以及推力和扭矩的频域分布,发现叶片的优化未改变其基频,幅值变化与喷水推进泵的外特性参数相对应.上述优化设计有效改善了喷水推进泵的性能. 

【文章来源】：排灌机械工程学报. 2020,38(06)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

翼型优化前后性能对比

对转子域和定子域采用Turbogrid进行网格划分．由于转子为空间扭曲叶片，因此，为准确捕捉转子转动中的旋涡结构，对叶面网格进行加密，特别是导边和随边位置，如图2b所示．进口域和出口域采用ICEM进行四面体网格划分．2.2 外特性分析

图4a为优化前后叶栅压力p1的分布情况，优化后叶背来流方向内凹，减少了来流的速度突变，使翼型阻挡产生的绕流作用得以平稳过渡;叶背去流方向外凸，改善了翼型绕流产生的旋涡分离．从图4a中可以看到，转子剖面翼型的压力分布与优化前相比，叶背低压区压力提升，低压区域在弦长范围内减少10%，叶背最小压力值增大;剖面翼型组成的叶栅前低压区域范围缩小，特别是叶背拱弧附近最小压力值减小，可延迟空化的产生，提升喷水推进泵性能．图4b为叶片压力面的压力分布，显示出优化后的叶片压力分布更加均匀．图4 优化前后流场对比

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3429950