本文關鍵詞：離心泵葉輪流固耦合分析及結構優(yōu)化

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【摘要】：泵是一種對流體做功的通用機械,具有很多種類。并且是一種在軍事領域、機械工業(yè)工程、能源等方面廣泛運用的流體機械,國內(nèi)的離心泵普遍存在效率低、性能不穩(wěn)定等缺點。為了讓葉輪在工作中更穩(wěn)定,保障整體性能,提高葉輪結構可靠性,本文給出了離心泵葉輪的結構優(yōu)化模型,對離心泵葉輪的關鍵幾何設計變量進行了優(yōu)化,保證了離心泵的穩(wěn)定運行,可用于工程實際問題。本文基于實驗設計、CFD技術、流固耦合技術對離心泵葉輪結構進行優(yōu)化設計。主要研究內(nèi)容如下:(1)研究分析離心泵的性能影響參數(shù),找出影響離心泵性能的關鍵參數(shù),確定需要研究的試驗參數(shù),根據(jù)均勻實驗設計法安排試驗。(2)利用SolidWorks對離心泵葉輪流道及葉輪的結構進行三維參數(shù)化實體建模。使用ANSYS Workbench中的MESH模塊對離心泵葉輪流道及葉輪結構進行網(wǎng)格劃分及前處理。(3)基于ANSYS Workbench平臺,通過FLUENT模塊對離心泵葉輪流道進行流場分析,研究流道流體速度、壓力分布規(guī)律,計算相應的水力效率;然后通過Static Structural模塊,基于CFD/CSD原理,完成對離心泵葉輪穩(wěn)態(tài)靜力學的分析,研究葉輪的內(nèi)部應力與變形分布規(guī)律,并提取出各實驗點的最大變形、最大應力。(4)利用MATLAB,采用Kriging模型,構建離心泵葉輪關鍵設計變量與水力效率之間的優(yōu)化設計數(shù)學模型,基于MATLAB,采用SQP算法對離心泵葉輪結構優(yōu)化設計數(shù)學模型進行尋優(yōu),采用FLUENT進行仿真驗證,方便了離心泵葉輪的進一步研究。
【學位授予單位】：西華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH311

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