設(shè)計(jì)具有低損失、高負(fù)荷和良好全工況性能的壓氣機(jī)，以及對(duì)擴(kuò)壓器和蝸殼進(jìn)行氣動(dòng)性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)是關(guān)系到提高渦輪增壓器效率的前沿課題。 本文以某渦輪增壓器的壓氣機(jī)為研究對(duì)象，討論了基于參數(shù)化驅(qū)動(dòng)的流體分析組合優(yōu)化技術(shù)的普遍意義。并以I-DEAS編程工具PRG的參數(shù)化驅(qū)動(dòng)技術(shù)為平臺(tái)，將復(fù)雜機(jī)械零件產(chǎn)品設(shè)計(jì)與分析中許多步驟自動(dòng)集成，不僅提高了重分析效率，并為后續(xù)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了參數(shù)化驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)。 首先在I-DEAS中利用PRG的特點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)給出了參數(shù)化驅(qū)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，并且劃分有限元網(wǎng)格。接著，將有限元模型導(dǎo)入到計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT的前處理器GAMBIT中，設(shè)置流場(chǎng)邊界條件，然后在FLUENT環(huán)境里對(duì)壓氣機(jī)蝸殼內(nèi)的流場(chǎng)進(jìn)行三維數(shù)值模擬，并進(jìn)行氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)。再將I-DEAS和FLUENT集成到大型智能優(yōu)化平臺(tái)iSIGHT中，進(jìn)行優(yōu)化重組。本文以擴(kuò)壓器葉片數(shù)和安裝角度為設(shè)計(jì)變量，以增壓比為目標(biāo)函數(shù)，優(yōu)化結(jié)果使壓氣機(jī)的增壓比提高了5.6％。 該方法適合使用全三維粘性流動(dòng)程序直接進(jìn)行葉輪機(jī)械氣動(dòng)性能分析，并且能夠有效研究設(shè)計(jì)變量對(duì)葉輪機(jī)械性能的影響，從而縮小優(yōu)化問(wèn)題規(guī)模，提高氣動(dòng)設(shè)計(jì)優(yōu)化... 

【文章來(lái)源】：大連交通大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
第一章 緒論
    1.1 項(xiàng)目提出的目的及意義
        1.1.1 目的
        1.1.2 意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外壓氣機(jī)蝸殼設(shè)計(jì)及其氣動(dòng)性能分析現(xiàn)狀
    1.3 國(guó)內(nèi)外壓氣機(jī)葉片擴(kuò)壓器設(shè)計(jì)及其氣動(dòng)性能分析現(xiàn)狀
    1.4 國(guó)內(nèi)外CFD技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.5 本論文各部分主要內(nèi)容
    本章小結(jié)
第二章 壓氣機(jī)各零部件三維設(shè)計(jì)過(guò)程
    2.1 I-DEAS軟件介紹
    2.2 壓氣機(jī)蝸殼與擴(kuò)壓器的三維設(shè)計(jì)
        2.2.1 用等截面法優(yōu)化蝸殼的子午截面尺寸
        2.2.2 蝸殼子午截面參數(shù)的確立
        2.2.3 葉片擴(kuò)壓器的三維造型
        2.2.4 葉輪的三維造型
    本章小結(jié)
第三章 參數(shù)化驅(qū)動(dòng)介紹
    3.1 參數(shù)化驅(qū)動(dòng)的基本思想
    3.2 參數(shù)化驅(qū)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型
    3.3 I-DEAS內(nèi)嵌的編程工具PRG
    3.4 葉片擴(kuò)壓器的主要參數(shù)
    本章小結(jié)
第四章 蝸殼、擴(kuò)壓器內(nèi)的氣動(dòng)性能計(jì)算分析
    4.1 計(jì)算流體力學(xué)簡(jiǎn)介
    4.2 FLUENT軟件介紹
    4.3 CFD模擬
        4.3.1 流體力學(xué)的三個(gè)基本控制方程
        4.3.2 控制方程的離散化
        4.3.3 湍流方程的設(shè)定
        4.3.4 SIMPLE算法的設(shè)定
        4.3.5 網(wǎng)格劃分分析
        4.3.6 葉輪出口邊界條件計(jì)算
        4.3.7 初始條件和邊界條件的設(shè)定
    本章小結(jié)
第五章 ISIGHT系統(tǒng)集成及結(jié)果分析
    5.1 ISIGHT簡(jiǎn)介
    5.2 ISIGHT集成
    本章小結(jié)
第六章 基于DOE+GA+SQP的組合優(yōu)化方法
    6.1 優(yōu)化問(wèn)題描述及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        6.1.1 優(yōu)化問(wèn)題描述
        6.1.2 優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
    6.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE）方法探索解空間
        6.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介
        6.2.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法
    6.3 遺傳算法（GA）全局搜索
    6.4 逐次二次規(guī)劃法（SQP）局部尋優(yōu)
    6.6 采用GA+SQP的組合優(yōu)化方案
    本章小結(jié)
第七章 結(jié)果分析
    本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]五種徑向擴(kuò)壓器與同一離心壓氣機(jī)葉輪相互匹配的試驗(yàn)研究[J]. 周頌東.  燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究. 2005(01)
[3]有葉擴(kuò)壓器的流場(chǎng)分析[J]. 杜建一,李雪松,初雷哲,趙曉路,徐建中.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2005(01)
[4]橢圓型蝸殼設(shè)計(jì)與CFD分析[J]. 劉勝柱,李任飛,羅興錡.  大電機(jī)技術(shù). 2003(05)
[5]工程系統(tǒng)過(guò)程集成和設(shè)計(jì)優(yōu)化——iSIGHT中的過(guò)程集成與設(shè)計(jì)自動(dòng)化[J]. 耿建光.  軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品. 2002(11)
[6]正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法簡(jiǎn)介[J]. 徐仲安,王天保,李常英,暴麗艷,馬青梅,苗玉寧.  科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì). 2002(05)
[7]壓氣機(jī)蝸殼通道中氣流流動(dòng)的數(shù)值模擬[J]. 韓占忠,趙福堂,華智剛.  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2002(02)
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[9]基于VC++的一種水輪機(jī)金屬蝸殼的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法[J]. 朱云,柏斌.  陜西水力發(fā)電. 2001(01)
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本文編號(hào)：3151787