建立了貫流風(fēng)機(jī)蝸殼型線的自動優(yōu)化平臺,結(jié)合遺傳算法和數(shù)值模擬,以貫流風(fēng)機(jī)靜壓P_s作為優(yōu)化目標(biāo),對貫流風(fēng)機(jī)的蝸殼型線進(jìn)行了優(yōu)化,并研究了蝸殼周向位置θ₀對風(fēng)機(jī)性能的影響。結(jié)果表明,優(yōu)化后的蝸殼型線與主流區(qū)氣流更加貼合,風(fēng)機(jī)靜壓略有提升。蝸殼周向位置θ₀減小時,風(fēng)機(jī)靜壓增加,效率先升后降;θ₀越小,效率特性曲線越陡。蝸殼間隙下游渦流區(qū)隨著θ₀的減小而增大,隨著流量的降低而增大。存在一個最優(yōu)的θ₀值獲得較高的風(fēng)機(jī)靜壓和效率。 

【文章來源】：工程熱物理學(xué)報. 2020,41(05)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

圖２參數(shù)化蝸殼型線示意圖??Ｆｉｇ．?２?Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ?ｒｅａｒ?ｗａｌｌ?ｐｒｏｆｉｌｅ??

黃馳等：基于遺傳算法的貫流風(fēng)機(jī)蝸殼型線優(yōu)化研究??１１１１??５期??本數(shù)董與分布。??基于上述研究現(xiàn)狀，本文應(yīng)用遺傳算法，探討??建立起蝸殼型線與風(fēng)機(jī)性能更直接的對應(yīng)關(guān)系，以??獲取相對于擬合近似函數(shù)法擁有更高準(zhǔn)確性的蝸殼??型線優(yōu)化途徑；并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了蝸殼??周向位置對貫流風(fēng)機(jī)性能的影響。??１數(shù)學(xué)與物理模型??１．１幾何模型??本文計算的原始模型采用Ｐｕｎｋｅｒ公司開發(fā)的??一款風(fēng)機(jī)１１４１，其蝸殼型線為單圓弧，進(jìn)出口為直??線段，如圖１所示？在該模型的基礎(chǔ)上，本文的優(yōu)??化蝸殼將原始蝸殼的單圓弧段和出口直線段改為樣??條曲線，進(jìn)口直線傾斜角度不變，而周向位置可變。??樣條曲線從圖示Ａ點到出口?Ｄ點位置，一共�。�??個控制點，極坐標(biāo)分別為（ｎ，氏），ｉ�。埃浚�，其中??０１?＝?（０２?－?０〇）?／２，?０２？０７為定值，Ｂ點、Ｃ點為蝸殼??尺寸控制點，如圖２所示。因本文只考慮蝸殼型線??對風(fēng)機(jī)性能的影響，故優(yōu)化蝸殼仍匹配原葉輪，且??蝸舌側(cè)型線不變，同時保持蝸殼間隙不變（即＾不??變），蝸殼出口位置不變（即Ｄ點不變）。同時考慮到??風(fēng)機(jī)幾何尺寸的限制，優(yōu)化蝸殼整體尺寸不超出原??始蝸殼。樣條曲線控制點參數(shù)取值范圍如表１所示，??蝸殼間隙角＾和ｎ？ｒ６取值不同即可得到不同的??蝸殼型線。??圖１原始蝸殼型線示意圖??Ｆｉｇ．?１?Ｏｒｉｇｉｎａｌ?ｒｅａｒ?ｗａｌｌ?ｐｒｏｆｉｌｅ??１．２計算模型與邊界條件??計算采用三角形網(wǎng)格，二維ＲＡＮＳ方程、／ｃ?－?ｅ??湍流模型和標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)，計算轉(zhuǎn)速１０００?ｒ．ｍｉｎ－＼??進(jìn)出口采用速度進(jìn)口壓力出口條件＾??圖２參數(shù)化蝸殼型

ｒ＼／Ｄ２??Ｔ２?＝?Ｔ２／Ｄ２??ｒ３?＝?ｒｓ／Ｄ２??１２０?？１５０??０．５８?？０．６４??０．６７?？０．６９??０．７４?？０．８０??Ｕ?＝?Ｕ／Ｄ２??ｒｇ＂?＝?ｒ＊５／Ｄ２??ｒｅ?＝?ｔｑ／Ｄ２??０．８５?？０．９２??０．９２?？１．００??０．９７?？１．１７??２優(yōu)化方法??２．１評價指標(biāo)??風(fēng)機(jī)靜壓Ｐｓ是貫流風(fēng)機(jī)氣動性能的重要評價指??標(biāo)之一，本文以風(fēng)機(jī)靜壓為優(yōu)化目標(biāo)，應(yīng)用遺傳算法??確定蝸殼型線。??２．２網(wǎng)格無關(guān)性及計算可靠性驗證??圖３給出了計算模型在不同網(wǎng)格總數(shù)下的風(fēng)機(jī)??靜壓。由圖可知，網(wǎng)格數(shù)達(dá)到八萬時計算結(jié)果趨于??穩(wěn)定，故本文計算均采用八萬的網(wǎng)格總數(shù)。??圖３網(wǎng)格無關(guān)性驗證??Ｆｉｇ．?３?Ｇｒｉｄ?ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ?ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ??圖４為原型機(jī)實驗（ＥＸＰ－ＯＲＩ）Ｍ與本文計算??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]貫流風(fēng)機(jī)流場模擬與性能分析[J]. 胡俊偉,丁國良,趙力,張春路.  機(jī)械工程學(xué)報. 2004(04)
[2]空調(diào)器多翼離心風(fēng)機(jī)蝸殼型線的試驗研究[J]. 黃宸武,區(qū)穎達(dá),張呂超,陳金球.  流體機(jī)械. 2001(12)
[3]分體空調(diào)室內(nèi)體貫流風(fēng)機(jī)蝸舌間隙對氣動特性的影響[J]. 區(qū)穎達(dá),游斌.  風(fēng)機(jī)技術(shù). 2001(04)
[4]影響橫流風(fēng)機(jī)性能的各幾何因素[J]. 游斌,區(qū)穎達(dá).  風(fēng)機(jī)技術(shù). 1997(06)

碩士論文
[1]控制周向截面積分布的風(fēng)機(jī)蝸殼設(shè)計方法及分析[D]. 李佳峻.華中科技大學(xué) 2018



本文編號：3265010