基于NSGA-Ⅱ遺傳算法的高比轉(zhuǎn)速混流泵的多目標優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、伴隨國家戰(zhàn)略針對水利工程的大力推進，各種基建設(shè)施對混流泵的需求日益增大。高比轉(zhuǎn)速混流泵作為一種較為理想的泵型，具備性能穩(wěn)定，高效范圍寬等優(yōu)點。而葉輪作為關(guān)鍵過流部件，直接影響到泵性能好壞，故針對其性能的優(yōu)化提升顯得尤為重要。本文以一高比轉(zhuǎn)速混流泵為研究對象，從水力設(shè)計，內(nèi)部流場分析以及性能優(yōu)化方面進行了全面的探索，為高比轉(zhuǎn)速混流泵的結(jié)構(gòu)改良提供了一定的理論借鑒意義。本文主要研究內(nèi)容有:
　　1.搜集整理了國內(nèi)外關(guān)于混流泵的研究現(xiàn)狀

2、，以及葉片優(yōu)化技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域的研究。
　　2.基于二元設(shè)計理論和FORTRAN軟件編程，結(jié)合以沿軸面流線速度矩分布規(guī)律為基礎(chǔ)的反問題設(shè)計方法，采用線性速度矩分布規(guī)律，實現(xiàn)對葉輪葉片的水力設(shè)計;參照軸流泵導(dǎo)葉設(shè)計方法完成導(dǎo)葉的水力設(shè)計。整體上完成高比轉(zhuǎn)速混流泵的水力設(shè)計工作，并生成三維實體水力模型。
　　3.針對設(shè)計完畢的模型泵，采用ANSYS-CFX和SST湍流模型對其內(nèi)部流場進行定常與非定常計算，并與實驗數(shù)據(jù)對比，完成外特

3、性驗證。全面分析了模型泵內(nèi)部速度場與壓力場的分布特征。在模型泵內(nèi)設(shè)置16個監(jiān)測點，通過非定常計算獲得各監(jiān)測點的時域與頻域特性，初步揭示內(nèi)流場的壓力脈動規(guī)律。
　　4.針對優(yōu)化環(huán)節(jié)中各個步驟的理論基礎(chǔ)進行詳細介紹，包括葉片參數(shù)化方法、試驗設(shè)計理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論和NSGA-Ⅱ遺傳算法原理。從理論層面解釋了各個環(huán)節(jié)的可行性與必要性。
　　5.以模型泵水力效率和揚程為優(yōu)化目標，采用給定沿軸面流線的速度矩分布規(guī)律來實現(xiàn)對葉輪葉片的間接