本文關鍵詞：離心泵葉輪的穩(wěn)健性結構優(yōu)化設計

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【摘要】：離心泵是一種運用范圍最廣的泵類機械,幾乎在所有工況范圍內都能看到它的身影。然而本文研究的這類泵,屬于低比轉速離心泵,的取值范圍在20~80之間。葉輪作為離心泵的主要能量轉化以及過流部件,因此其設計的優(yōu)劣直接決定著離心泵整體的性能。為了讓葉輪在工作過程中對外界環(huán)境不敏感,有更高的容錯率,研究者對葉輪進行穩(wěn)健性優(yōu)化設計,這可以有效改善離心泵在工作過程中,整體性能波動較大的缺點。通過對葉輪模型邊界的均勻試驗劃分,建立均勻試驗表格、三維數模、CFD分析、Kriging模型、以及MATLAB數值尋優(yōu)和試驗驗證等方法,本文重點研究了穩(wěn)健性優(yōu)化離心泵葉輪結構,并對結果進行驗證。主要內容如下:(1)基于PRO/E軟件,對均勻試驗表格中葉輪以及內部流場進行建模,然后通過ANSYS中的ICEM模塊對三維數模進行網格化處理。(2)使用ANSYS/Workbench協(xié)同平臺中Fluent模塊對葉輪內部流場進行湍流數值分析,提取分析參數計算出對應流場的水力效率,研究了對葉輪影響最大的三個參數在外界工況變化的情況下對水力效率的影響程度,為后續(xù)穩(wěn)健性優(yōu)化設計提供依據。(3)采用Kriging穩(wěn)健性數值優(yōu)化模型,通過MATLAB對模型在邊界范圍內進行數值尋優(yōu),對最優(yōu)點進行建模重分析以及對整體數據進行蒙特卡羅驗證。分析研究結果表明離心泵葉輪的穩(wěn)健性優(yōu)化設計相比于確定性優(yōu)化設計對外界工況更加不敏感,在工況變化的情況下,穩(wěn)健性優(yōu)化設計的離心泵葉輪可以更加高效的工作。
【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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