本文關(guān)鍵詞：基于BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的離心壓氣機葉輪多目標優(yōu)化設(shè)計方法，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：離心壓氣機是化工、交通運輸?shù)刃袠I(yè)的重要耗功設(shè)備,傳統(tǒng)基于CFD結(jié)果“試錯-修改”的離心壓氣機設(shè)計方法需要進行多次的設(shè)計迭代且不易獲得設(shè)計參數(shù)的全局最優(yōu)解,已難于適應高性能離心壓氣機日益嚴苛的設(shè)計要求。本文將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法等數(shù)學方法與工程工具相結(jié)合,提出一種新型離心壓氣機設(shè)計方法。本文共分兩個部分：第一部分建立了一種離心壓氣機一維優(yōu)化設(shè)計方法。首先用經(jīng)過實驗數(shù)據(jù)修正的兩區(qū)模型建立離心壓氣機葉輪設(shè)計樣本庫,其次借助BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立樣本庫各設(shè)計參數(shù)與葉輪氣動性能之間的映射關(guān)系,最后使用多目標遺傳算法尋找Pareto最優(yōu)解集。通過對Krain葉輪設(shè)計工況進行優(yōu)化設(shè)計,獲得一維優(yōu)化葉輪,效率、壓比較Krain葉輪原型分別提高1.4%和10.9%。通過Krain葉輪數(shù)值模擬結(jié)果與實驗測量值的對比,證明了數(shù)值模擬方法的準確性。通過對人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型與多目標優(yōu)化模型的可靠性分析,特別是Pareto解集的主成分分析與一維優(yōu)化葉輪的數(shù)值模擬結(jié)果的分析表明：本文所獲得的Pareto解集可以反映原有數(shù)據(jù)庫基本特征,所構(gòu)建的偽目標函數(shù)形式合理,基于遺傳算法的多目標優(yōu)化模型可以尋找到離心壓氣機設(shè)計人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的最優(yōu)解。第二部分對一維優(yōu)化葉輪進行了三維優(yōu)化。通過Design3D軟件對一維優(yōu)化葉輪的葉型進行參數(shù)化與控制點坐標的尋優(yōu),獲得了針對Krain葉輪設(shè)計工況的三維優(yōu)化葉輪。三維優(yōu)化葉輪數(shù)值模擬結(jié)果的表明,優(yōu)化后的葉輪內(nèi)部流動有所改善,效率、壓比較原型分別提高3.7%和13.6%。說明了本文所建立的離心壓氣機優(yōu)化設(shè)計方法在離心壓氣機選型與優(yōu)化過程中的可靠性,以及本方法求解多維非線性壓氣機設(shè)計反問題的優(yōu)越性。
【關(guān)鍵詞】：離心壓氣機設(shè)計 多目標優(yōu)化 遺傳算法 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：中國科學院研究生院(工程熱物理研究所)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH452
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-23
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-20
• 1.2.1 離心壓氣機設(shè)計方法研究現(xiàn)狀10-17
• 1.2.2 離心壓氣機氣動優(yōu)化方法研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3 本文研究內(nèi)容20-23
• 第二章 優(yōu)化設(shè)計方法23-37
• 2.1 引言23-24
• 2.2 研究對象24-25
• 2.3 離心壓氣機優(yōu)化設(shè)計流程25-36
• 2.3.1 離心壓氣機葉輪設(shè)計樣本庫27-28
• 2.3.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型28-31
• 2.3.3 一維多目標優(yōu)化模型31-34
• 2.3.4 三維氣動優(yōu)化模型34-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 第三章 數(shù)值模擬方法37-43
• 3.1 引言37
• 3.2 數(shù)值模擬軟件介紹37
• 3.3 數(shù)值模擬方案37-41
• 3.3.1 計算模型37-39
• 3.3.2 湍流模型39-40
• 3.3.3 網(wǎng)格生成40-41
• 3.3.4 邊界條件41
• 3.4 數(shù)值方法驗證41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第四章 一維多目標優(yōu)化設(shè)計43-57
• 4.1 引言43
• 4.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型可靠性分析43-46
• 4.2.1 中間層數(shù)選取43-44
• 4.2.2 校驗結(jié)果分析與討論44-46
• 4.3 一維多目標優(yōu)化結(jié)果分析46-55
• 4.3.1 Pareto解集主成分分析47-48
• 4.3.2 優(yōu)化結(jié)果及三維建模48-50
• 4.3.3 一維優(yōu)化結(jié)果葉輪性能分析50-55
• 4.4 本章小結(jié)55-57
• 第五章 三維多目標優(yōu)化設(shè)計57-69
• 5.1 引言57
• 5.2 葉輪參數(shù)化方法57-59
• 5.3 樣本庫生成及優(yōu)化方法59-61
• 5.4 優(yōu)化結(jié)果及討論61-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 第六章 結(jié)論及展望69-71
• 6.1 結(jié)論69
• 6.2 本文創(chuàng)新點69-70
• 6.3 研究展望70-71
• 致謝71-73
• 參考文獻73-79
• 附錄79

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 冀國鋒;殷明霞;桂幸民;;某小型離心壓氣機氣動設(shè)計[J];航空動力學報;2010年03期

2 劉瑞韜,徐忠;離心葉輪機械內(nèi)部流動的研究進展[J];力學進展;2003年04期

3 蘇軍;徐小智;;淺析離心壓縮機的設(shè)計[J];通用機械;2008年09期

4 劉小民;張文斌;;采用遺傳算法的離心葉輪多目標自動優(yōu)化設(shè)計[J];西安交通大學學報;2010年01期

5 于志強,袁衛(wèi)星;高轉(zhuǎn)速離心式制冷壓縮機研究現(xiàn)狀及前景[J];制冷與空調(diào);2005年03期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 孫志剛;離心壓氣機內(nèi)部流動特性與流場結(jié)構(gòu)研究[D];中國科學院研究生院（工程熱物理研究所）;2011年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 吳仕勇;基于數(shù)值計算方法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及遺傳算法的優(yōu)化研究[D];云南師范大學;2006年

2 陳力;自由曲面直紋化方法以及在五軸側(cè)銑加工中的應用[D];上海交通大學;2013年

  本文關(guān)鍵詞：基于BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的離心壓氣機葉輪多目標優(yōu)化設(shè)計方法，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：472653