基于比面积调控与遗传算法的潜水排污泵水力性能多目标优化研究
发布时间：2021-11-25 10:11
潜水排污泵广泛应用于工业生产、防洪排涝等诸多邻域,同时消耗大量能源。因此对潜水排污泵的效率提出了更高的要求。为了提高潜水排污泵的效率,为潜水排污泵的优化设计提供有效的参考依据,本文以一台比转速为261的离心式潜水排污泵为研究对象,主要研究内容和结论如下:1.叶轮出口比面积对离心泵性能影响的研究叶轮出口宽度几何参数对离心泵的性能起着关键性的作用,为了得到叶轮出口面积参数对叶片效率与径向力的影响,保持蜗壳不变,修改叶轮出口外径、叶片出口角和叶轮出口等参数改变叶片的出口面积。根据经验与数值模拟选取适当的水平数,使用均匀设计实验方法设计实验样本,通过克里金插值法建立起叶轮出口参数所影响的比面积对叶轮效率和径向力影响的近似函数模型。将近似函数模型作为适应度函数带入多目标遗传算法,求出最优参数,然后用数值模拟的方法验证并分析结果。结果表明,比面积对径向力有着较为重要的影响,比面积的增加会使径向力先减小后增加,在比面积达到1.21.4左右径向力应是最小的,而对效率的影响是在取值范围内随着比面积的增加呈现先增大而减小的,在1.01.2左右效率达到最大。包角差...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
离心泵部分参数图
工程硕士学位论文7第2章潜水排污泵优化实验设计与方法本章针对潜水排污泵优化的优化流程作简单介绍，主要内容包括优化流程、优化方法、实验设计方法的原理与应用和代理模型的原理与应用等内容。2.1优化流程优化流程对于优化工作起着指导性的作用。本文主要针对离心式潜水排污泵的性能进行优化，其优化流程如图2.1所示：图2.1优化流程图优化步骤如下：步骤1：选取优化目标与优化变量，同时确定优化变量范围与变量的水平数。根据因素数与水平数选取均匀设计表，设计样本库；步骤2：对样本库中的样本进行水力建模数值预测，以得到样本的优化目标值，用于下一步建立代理模型；步骤3：建立近似\代理数学函数模型，将其作为遗传算法(包含多岛遗传算法与非支配排序遗传算法)的适应度函数。通过遗传算法迭代优化，得出最优优化变量参数；步骤4：将优化出的参数建模并数值预测，得出的目标值与代理模型进行对比。
工程硕士学位论文11前馈式人工神经网络为FrankRosenblatt发明的，是一种二元线性分类器[53]。其拓扑结构如图2.2所示。图2.2感知器结构图输入层有个并没有处理信息的能力，只能负责引入外部信息神经元节点，每个节点接受一个输入信号，这些点又被称为感知层；而输入列向量则是由个输入的信号组成了，记为列向量，有个神经元节的输出层同时被称为处理层，每个节点都具有信息处理能力，构成输出列向量的个节点向外面输出信息。列向量表示两层之间相连的连接权值，单层感知器的权值矩阵则由个权向量组成。三种列向量分别表示为：(2.6)在处理层中的任一节点，其净输入为来自输入层里各个节点的输入加权和。(2.7)而输出的由节点变换函数决定，符号函数作为变化函数被采用在离散型的算计机单层感知器中，如公式(2.8)(2.8)图2.3为BP(BackPropagation)神经网络结构。BP神经网络是一种误差逆向传播算法训练的多层神经网络，是目前使用最广泛的神经网络。神经网络包含三层：输入层，隐藏层和输出层。神将网络前向型传输的子进程数学模型如下所示：(2.9)(2.10)式中，为节点数，公式(2.9)中为神经元之间的权值，代表阈值，为第
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于均匀设计的喷丸指标响应面模型建立及应用[J]. 田硕,尚建勤. 塑性工程学报. 2019(04)
[2]机器学习和向机器学习[J]. E.Z.Naeini,K.Prindle,汪忠德. 世界地震译丛. 2019(05)
[3]Study on TMD Control on Stability Improvement of Barge-Supported Floating Offshore Wind Turbine Based on the Multi-Island Genetic Algorithm[J]. DING Qin-wei,LI Chun,CHENG Shan-shan,HAO Wen-xing,HUANG Zhi-qian,YU Wan. China Ocean Engineering. 2019(03)
[4]基于机器学习方法的智能机器人探究[J]. 李昊朋. 通讯世界. 2019(04)
[5]基于粒子群算法的航空离心泵复合叶轮优化设计研究[J]. 刘显为,李华聪,史新兴,符江锋. 推进技术. 2019(08)
[6]隔舌安放角对中比转速离心泵非定常性能的影响[J]. 万伦,宋文武,符杰,石建伟,虞佳颖. 灌溉排水学报. 2018(09)
[7]核主泵动静叶栅内部瞬态流动特性研究[J]. 黎义斌,张梅,朱月龙,李正贵. 核动力工程. 2018(02)
[8]基于比面积调控的核主泵动静叶栅数值优化研究[J]. 黎义斌,祁炳,杨由超,李正贵. 哈尔滨工程大学学报. 2018(01)
[9]蜗壳面积变化规律对低比转数离心泵性能的影响[J]. 高波,杜文强,杨丽,张宁,王浩宇,袁霄. 排灌机械工程学报. 2017(09)
[10]基于深度学习的离心泵空化状态识别[J]. 曹玉良,明廷锋,贺国,苏永生. 西安交通大学学报. 2017(11)
硕士论文
[1]多学科设计优化代理模型技术的研究和应用[D]. 穆雪峰.南京航空航天大学 2004
本文编号：3517926
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
离心泵部分参数图
工程硕士学位论文7第2章潜水排污泵优化实验设计与方法本章针对潜水排污泵优化的优化流程作简单介绍，主要内容包括优化流程、优化方法、实验设计方法的原理与应用和代理模型的原理与应用等内容。2.1优化流程优化流程对于优化工作起着指导性的作用。本文主要针对离心式潜水排污泵的性能进行优化，其优化流程如图2.1所示：图2.1优化流程图优化步骤如下：步骤1：选取优化目标与优化变量，同时确定优化变量范围与变量的水平数。根据因素数与水平数选取均匀设计表，设计样本库；步骤2：对样本库中的样本进行水力建模数值预测，以得到样本的优化目标值，用于下一步建立代理模型；步骤3：建立近似\代理数学函数模型，将其作为遗传算法(包含多岛遗传算法与非支配排序遗传算法)的适应度函数。通过遗传算法迭代优化，得出最优优化变量参数；步骤4：将优化出的参数建模并数值预测，得出的目标值与代理模型进行对比。
工程硕士学位论文11前馈式人工神经网络为FrankRosenblatt发明的，是一种二元线性分类器[53]。其拓扑结构如图2.2所示。图2.2感知器结构图输入层有个并没有处理信息的能力，只能负责引入外部信息神经元节点，每个节点接受一个输入信号，这些点又被称为感知层；而输入列向量则是由个输入的信号组成了，记为列向量，有个神经元节的输出层同时被称为处理层，每个节点都具有信息处理能力，构成输出列向量的个节点向外面输出信息。列向量表示两层之间相连的连接权值，单层感知器的权值矩阵则由个权向量组成。三种列向量分别表示为：(2.6)在处理层中的任一节点，其净输入为来自输入层里各个节点的输入加权和。(2.7)而输出的由节点变换函数决定，符号函数作为变化函数被采用在离散型的算计机单层感知器中，如公式(2.8)(2.8)图2.3为BP(BackPropagation)神经网络结构。BP神经网络是一种误差逆向传播算法训练的多层神经网络，是目前使用最广泛的神经网络。神经网络包含三层：输入层，隐藏层和输出层。神将网络前向型传输的子进程数学模型如下所示：(2.9)(2.10)式中，为节点数，公式(2.9)中为神经元之间的权值，代表阈值，为第
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于均匀设计的喷丸指标响应面模型建立及应用[J]. 田硕,尚建勤. 塑性工程学报. 2019(04)
[2]机器学习和向机器学习[J]. E.Z.Naeini,K.Prindle,汪忠德. 世界地震译丛. 2019(05)
[3]Study on TMD Control on Stability Improvement of Barge-Supported Floating Offshore Wind Turbine Based on the Multi-Island Genetic Algorithm[J]. DING Qin-wei,LI Chun,CHENG Shan-shan,HAO Wen-xing,HUANG Zhi-qian,YU Wan. China Ocean Engineering. 2019(03)
[4]基于机器学习方法的智能机器人探究[J]. 李昊朋. 通讯世界. 2019(04)
[5]基于粒子群算法的航空离心泵复合叶轮优化设计研究[J]. 刘显为,李华聪,史新兴,符江锋. 推进技术. 2019(08)
[6]隔舌安放角对中比转速离心泵非定常性能的影响[J]. 万伦,宋文武,符杰,石建伟,虞佳颖. 灌溉排水学报. 2018(09)
[7]核主泵动静叶栅内部瞬态流动特性研究[J]. 黎义斌,张梅,朱月龙,李正贵. 核动力工程. 2018(02)
[8]基于比面积调控的核主泵动静叶栅数值优化研究[J]. 黎义斌,祁炳,杨由超,李正贵. 哈尔滨工程大学学报. 2018(01)
[9]蜗壳面积变化规律对低比转数离心泵性能的影响[J]. 高波,杜文强,杨丽,张宁,王浩宇,袁霄. 排灌机械工程学报. 2017(09)
[10]基于深度学习的离心泵空化状态识别[J]. 曹玉良,明廷锋,贺国,苏永生. 西安交通大学学报. 2017(11)
硕士论文
[1]多学科设计优化代理模型技术的研究和应用[D]. 穆雪峰.南京航空航天大学 2004
本文编号：3517926
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3517926.html
