為了改進(jìn)噴水推進(jìn)泵的敞水性能,利用改進(jìn)粒子群優(yōu)化算法優(yōu)化其轉(zhuǎn)子葉片.結(jié)合改進(jìn)粒子群優(yōu)化算法與數(shù)值仿真技術(shù),以升阻比和壓力分布為優(yōu)化目標(biāo),對(duì)翼型NACA-6510進(jìn)行優(yōu)化.結(jié)果表明:經(jīng)優(yōu)化,翼型升阻比提高14.7%,壓力分布中最低壓力提高20%,有效地抑制了空化的發(fā)生.將優(yōu)化翼型應(yīng)用于噴水推進(jìn)泵的水力模型設(shè)計(jì),不改變翼型的位置,對(duì)其性能進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)其推力提高2.55%,效率提升6.38%;結(jié)合對(duì)扭矩系數(shù)和軸功率的分析,優(yōu)化后噴水推進(jìn)泵性能明顯改善.經(jīng)優(yōu)化,噴水推進(jìn)泵流場(chǎng)中葉片壓力脈動(dòng)明顯改善,葉片最低壓力值提高,延遲了空化的發(fā)生;分析葉片載荷分布,以及推力和扭矩的頻域分布,發(fā)現(xiàn)葉片的優(yōu)化未改變其基頻,幅值變化與噴水推進(jìn)泵的外特性參數(shù)相對(duì)應(yīng).上述優(yōu)化設(shè)計(jì)有效改善了噴水推進(jìn)泵的性能. 

【文章來(lái)源】：排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2020,38(06)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

翼型優(yōu)化前后性能對(duì)比

對(duì)轉(zhuǎn)子域和定子域采用Turbogrid進(jìn)行網(wǎng)格劃分．由于轉(zhuǎn)子為空間扭曲葉片，因此，為準(zhǔn)確捕捉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)中的旋渦結(jié)構(gòu)，對(duì)葉面網(wǎng)格進(jìn)行加密，特別是導(dǎo)邊和隨邊位置，如圖2b所示．進(jìn)口域和出口域采用ICEM進(jìn)行四面體網(wǎng)格劃分．2.2 外特性分析

圖4a為優(yōu)化前后葉柵壓力p1的分布情況，優(yōu)化后葉背來(lái)流方向內(nèi)凹，減少了來(lái)流的速度突變，使翼型阻擋產(chǎn)生的繞流作用得以平穩(wěn)過(guò)渡;葉背去流方向外凸，改善了翼型繞流產(chǎn)生的旋渦分離．從圖4a中可以看到，轉(zhuǎn)子剖面翼型的壓力分布與優(yōu)化前相比，葉背低壓區(qū)壓力提升，低壓區(qū)域在弦長(zhǎng)范圍內(nèi)減少10%，葉背最小壓力值增大;剖面翼型組成的葉柵前低壓區(qū)域范圍縮小，特別是葉背拱弧附近最小壓力值減小，可延遲空化的產(chǎn)生，提升噴水推進(jìn)泵性能．圖4b為葉片壓力面的壓力分布，顯示出優(yōu)化后的葉片壓力分布更加均勻．圖4 優(yōu)化前后流場(chǎng)對(duì)比

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3429950