本文關(guān)鍵詞：基于本征正交分解法的離心泵葉輪反問(wèn)題方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著計(jì)算流體力學(xué)和流體測(cè)試技術(shù)的快速蓬勃發(fā)展,離心泵內(nèi)的流動(dòng)問(wèn)題研究發(fā)展迅速,但由于離心泵葉輪反問(wèn)題的復(fù)雜性,其進(jìn)展緩慢,目前離心泵葉輪的設(shè)計(jì)主要還是基于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論,其優(yōu)化設(shè)計(jì)難以實(shí)現(xiàn)。近年來(lái),本課題組已先后將響應(yīng)面、不完全敏感性、伴隨方法、自由曲面變形等優(yōu)化理論和方法成功應(yīng)用于二維及三維離心泵葉輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)中,不斷豐富了水力機(jī)械優(yōu)化和反問(wèn)題研究的理論和方法。本研究在課題組前幾年工作的基礎(chǔ)上,將本征正交分解(POD)方法引入到水力機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域,研究分別以離心泵二維葉輪和三維葉輪作為對(duì)象,葉片型線使用泰勒多項(xiàng)式和Bezier曲線進(jìn)行參數(shù)化描述,通過(guò)對(duì)葉片控制參數(shù)的擾動(dòng)來(lái)產(chǎn)生初始的樣本集,應(yīng)用CFD方法進(jìn)行泵內(nèi)部的流動(dòng)模擬,快照集矢量包括葉型控制參數(shù)和工作面的總壓分布,同時(shí)編制了基于MATLAB的程序代碼。具體研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:1.將本征正交分解理論引入到水力機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域,提出一種離心泵葉輪反問(wèn)題方法—基于本征正交分解(POD)的離心泵葉輪反問(wèn)題。算例結(jié)果表面,基于POD方法的離心泵葉片反問(wèn)題方法具有良好的穩(wěn)健性和很高的精度,同時(shí)可以極大地降低反問(wèn)題的計(jì)算量,進(jìn)一步完善了水力機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論。2.提出了基于POD方法的離心泵葉輪反問(wèn)題迭代修正算法,根據(jù)CFD數(shù)值模擬結(jié)果和POD計(jì)算結(jié)果的差距來(lái)修正總壓分布,然后繼續(xù)進(jìn)行反問(wèn)題的迭代。3.葉片型線的控制、離心泵葉輪反問(wèn)題方法均由MATLAB程序代碼實(shí)現(xiàn),該方法精煉具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。4.應(yīng)用泰勒多項(xiàng)式對(duì)離心泵葉輪二維圓柱葉片進(jìn)行參數(shù)化控制,并基于POD方法進(jìn)行反問(wèn)題驗(yàn)證,算例結(jié)果證明了POD方法對(duì)二維葉片反問(wèn)題的適用性。5.應(yīng)用高階Bezier曲線對(duì)離心泵葉輪三維扭曲葉片進(jìn)行參數(shù)化控制,并基于POD方法進(jìn)行反問(wèn)題驗(yàn)證,算例結(jié)果證明了POD方法對(duì)三維葉片反問(wèn)題的適用性。
【關(guān)鍵詞】：離心泵 反問(wèn)題 本征正交分解法 快照集 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TH311
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 離心泵研究的主要內(nèi)容9-11
• 1.2 離心泵優(yōu)化與反問(wèn)題的研究現(xiàn)狀與背景11-14
• 1.3 基于POD方法的離心泵葉輪反問(wèn)題研究背景14-16
• 1.4 本文研究工作16-18
• 第2章 本征正交分解（POD）方法的原理及算法18-24
• 2.1 基本本征正交分解（POD）方法原理18-20
• 2.2 Gappy POD方法的反問(wèn)題思想20-22
• 2.3 基于Gappy POD的離心泵葉輪反問(wèn)題研究22
• 2.4 葉片反問(wèn)題的迭代修正方法22
• 2.5 基于Gappy POD的離心泵葉輪反問(wèn)題方法流程22-23
• 2.6 本章小結(jié)23-24
• 第3章 基于POD方法的離心泵數(shù)值計(jì)算和葉片參數(shù)化控制方法24-40
• 3.1 基于POD方法的離心泵數(shù)值計(jì)算24-33
• 3.1.1 離心泵內(nèi)部流動(dòng)的基本控制方程24-25
• 3.1.2 流動(dòng)控制方程的離散和求解25-29
• 3.1.3 網(wǎng)格類(lèi)型的選擇和確定29-30
• 3.1.4 離心泵內(nèi)三維湍流數(shù)值模擬方法及相應(yīng)的模型30-32
• 3.1.5 離心泵數(shù)值模擬的邊界條件32-33
• 3.1.6 數(shù)值計(jì)算中關(guān)于收斂性的判定33
• 3.2 基于POD方法的離心泵葉片參數(shù)化控制方法33-38
• 3.2.1 二維圓柱葉片的參數(shù)化控制方法34-35
• 3.2.2 三維扭曲葉片的參數(shù)化控制方法35-38
• 3.3 本章小結(jié)38-40
• 第4章 基于POD方法的低比轉(zhuǎn)速離心泵葉輪反問(wèn)題分析40-60
• 4.1 離心泵二維圓柱葉片的反問(wèn)題分析40-50
• 4.2 離心泵三維扭曲葉片的反問(wèn)題分析50-59
• 4.3 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-61
• 1.研究總結(jié)60
• 2.存在的不足與展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-69
• 致謝69-70
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文70

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