基于響應面法的混流式水輪機轉輪葉片優(yōu)化設計.pdf

1、效率、空化和運行穩(wěn)定性是水輪機的三大性能評價指標，而水輪機轉輪葉片設計的優(yōu)劣與水輪機的上述性能有很大的關系。為了有效提高水輪機的總體性能，選取何種方法完成水輪機轉輪優(yōu)化設計成為水力機械設計和研究過程中需要解決的重要問題。
　　 本文以混流式轉輪葉片為優(yōu)化設計對象，以NURBS曲線參數(shù)化技術為基礎，采用葉片頭部壓力面?zhèn)瓤刂泣c沿葉片法向量變化的參數(shù)化技術，實現(xiàn)對混流式水輪機轉輪葉片的參數(shù)化表達；在此基礎上，基于響應面法(RSM)安排

2、BBD試驗，完成設計空間采樣，有效降低了試驗樣本數(shù)量，大大減少了優(yōu)化設計中的計算成本；接下來，使用CFD數(shù)值模擬方法對樣本點進行全流道定常計算試驗；最后，以混流式水輪機能量性能參數(shù)作為評價指標，即以水輪機效率作為目標函數(shù)，構造了二階響應面近似模型，通過梯度法對響應面的二階多項式函數(shù)進行尋優(yōu)操作。
　　 采用論文提出的優(yōu)化設計方法對某電站水輪機葉片進行了水力性能優(yōu)化設計，優(yōu)化后轉輪的不僅能量性能相比初始轉輪有所提高，而且最低壓力也