提高軸流泵的總體性能,同時降低設(shè)計成本、縮短設(shè)計周期,是軸流泵設(shè)計的一個重要目標。作為軸流泵的核心部件,葉輪設(shè)計的好壞直接關(guān)系到水泵效率的高低、運行的穩(wěn)定性、以及水泵葉輪的抗汽蝕性能。所以要提高軸流泵的性能,葉輪的自動優(yōu)化設(shè)計很值得研究。本文將數(shù)值優(yōu)化技術(shù)與CFD流場計算相結(jié)合,由數(shù)學(xué)過程代替設(shè)計人員的經(jīng)驗,控制葉片設(shè)計修改方向,構(gòu)建了軸流泵葉輪自動優(yōu)化設(shè)計平臺。平臺以多學(xué)科優(yōu)化軟件iSIGHT為基礎(chǔ),以現(xiàn)有優(yōu)秀的軸流泵葉輪模型為研究對象,對其進行了自動優(yōu)化設(shè)計。論文的主要工作包括以下幾個方面：首先,應(yīng)用流體計算軟件CFX,基于N-S方程和標準k-ε紊流模型對設(shè)計工況下的軸流泵葉輪模型內(nèi)部三維流場進行數(shù)值模擬分析,并計算其外特性參數(shù),作為后面自動優(yōu)化設(shè)計的初始值。其次,確定葉輪葉片葉展方向十個斷面的葉柵稠密度和翼型安放角的分布規(guī)律,運行程序OPTPUMP.exe生成葉片剖面離散點數(shù)據(jù),完成初始葉片的參數(shù)化造型。其中各斷面的葉柵稠密度用葉尖葉柵稠密度和葉根葉柵稠密度倍數(shù)來確定,各斷面翼型安放角分布規(guī)律用二次多項式擬合。這為后續(xù)的自動優(yōu)化設(shè)計工作提供了設(shè)計變量。再次,在iSIGHT中集成T... 

【文章來源】：揚州大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

葉輪單通道實體圖

可以靈活控制喝修改劃分出的網(wǎng)格，從而保證網(wǎng)格質(zhì)量。經(jīng)檢驗，初始葉輪模型網(wǎng)格劃分的最小角度為20。，最大角度為160“，滿足正交性要求，網(wǎng)格質(zhì)量較好。計算區(qū)域網(wǎng)格劃分如圖2一4所示。圖2一葉輪單通道網(wǎng)格圖CFX一TurboGrid還具備一個對用戶來說十分方便實用的功能，就是在TuthoGrid每次運行一個任務(wù)時都會形成一個包含所用命令的state結(jié)構(gòu)文件，該文件允許:對特定的設(shè)計進行網(wǎng)格參數(shù)化;為同類渦輪類型設(shè)置默認值;此外還可以用來對之前使用時中止的任務(wù)繼續(xù)計算哪〕。該結(jié)構(gòu)文件是以文本文件的格式保存的，其中包含一些網(wǎng)格結(jié)構(gòu)當前狀態(tài)的CCL命令�？梢赃x擇保存所有對象的結(jié)構(gòu)，也可以選擇保存部分對象。TuthoGrid在加載之前保存的結(jié)構(gòu)文件時可以有不同的加載方式進行選擇。選擇加載為新模擬時，將刪除現(xiàn)有的

收斂性越好，能獲得的收斂精度越高。因此網(wǎng)格劃分較密時適當?shù)慕档褪諗烤龋材艿玫綕M意的計算結(jié)果。本文中選擇的收斂精度是10一5。時間步長自動，最大迭代次數(shù)為500。具體參數(shù)設(shè)置如圖2一5所示。嘿嘿默 默 秦秦瑣星星 澤澤 澤署節(jié)巍兩琳淤摘摘l娠戮 戮 ;;;{!{!)))))))圖2一5求解控制參數(shù)設(shè)置2.9計算結(jié)果的后處理采用針對旋轉(zhuǎn)機械專用的模擬結(jié)果觀察設(shè)置模塊對初始軸流泵葉輪數(shù)值模擬的結(jié)果進行后處理。首先用宏計算器對葉輪外特性性能進行計算，參數(shù)設(shè)置如圖2一6所示。

【參考文獻】：
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本文編號：3266302