針對(duì)目前離心泵多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題,本文提出了泵的損失、汽蝕性能和穩(wěn)定性三目標(biāo)函數(shù)與超傳遞近似法相結(jié)合的多目標(biāo)優(yōu)化方法。其主要內(nèi)容是考慮此三性能函數(shù)在泵的使用中重要程度的不同,通過(guò)超傳遞近似法對(duì)分目標(biāo)函數(shù)予以評(píng)價(jià),得到各目標(biāo)函數(shù)的權(quán)值,從而得到離心泵幾何參數(shù)的相對(duì)最優(yōu)解。本文從數(shù)學(xué)模型的建立、程序優(yōu)化、三維水力模型建立及網(wǎng)格劃分和流場(chǎng)解析對(duì)比方面進(jìn)行了研究。 首先,根據(jù)各目標(biāo)函數(shù)重要程度的不同,結(jié)合超傳遞近似法給出了各自的權(quán)值,通過(guò)線性加權(quán)的方法統(tǒng)一了目標(biāo)函數(shù),確定了合適的約束范圍,從而建立了完整的數(shù)學(xué)模型。利用FORTRAN語(yǔ)言通過(guò)直接尋優(yōu)的復(fù)合形法對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了計(jì)算,最終得到了約束范圍內(nèi)的最佳變量組合。 其次,利用三維制圖軟件pro/e對(duì)離心泵優(yōu)化前后的葉輪和蝸殼分別進(jìn)行了三維實(shí)體造型;利用CFD前處理軟件GAMBIT對(duì)其進(jìn)行了網(wǎng)格劃分,并確定了模型的邊界和流體的性質(zhì);利用FLUENT軟件對(duì)整個(gè)流場(chǎng)進(jìn)行仿真計(jì)算,湍流模型采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型,壓力速度耦合方式采用SIMPLE方法,得到了離心泵內(nèi)部全流場(chǎng)數(shù)值解析數(shù)據(jù)。 最后,應(yīng)用后處理手段,得到了優(yōu)化前后流場(chǎng)的速度矢量圖、壓力分布云圖等,通...

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號(hào)表
第1章 緒論
    1.1 課題研究意義
        1.1.1 離心泵的應(yīng)用及節(jié)能的意義
        1.1.2 優(yōu)秀離心泵水力模型的定義
        1.1.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)的含義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 優(yōu)秀水力模型的研究進(jìn)展
        1.2.2 優(yōu)化方法的進(jìn)展
        1.2.3 流場(chǎng)解析的進(jìn)展
    1.3 本文的研究?jī)?nèi)容及方法
第2章 離心泵多目標(biāo)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
    2.1 泵的損失分目標(biāo)函數(shù)
        2.1.1 機(jī)械損失
        2.1.2 容積損失
        2.1.3 水力損失
    2.2 泵的汽蝕余量分目標(biāo)函數(shù)
    2.3 揚(yáng)程駝峰分目標(biāo)函數(shù)
        2.3.1 無(wú)限多葉片假設(shè)下的特性曲線
        2.3.2 有限葉片時(shí)的特性曲線
        2.3.3 消除駝峰方法
    2.4 統(tǒng)一目標(biāo)函數(shù)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 離心泵水力模型優(yōu)化算法及算例
    3.1 優(yōu)化算法-復(fù)合形法
    3.2 水力模型葉輪幾何參數(shù)優(yōu)化算例
        3.2.1 優(yōu)化源程序確定
        3.2.2 權(quán)值的確定
        3.2.3 分目標(biāo)函數(shù)合理值和變量約束的確定
        3.2.4 總目標(biāo)函數(shù)及約束的程序代碼
        3.2.5 優(yōu)化結(jié)果對(duì)比分析
    3.3 本章小結(jié)
第4章 離心泵3D建模及網(wǎng)格劃分
    4.1 葉輪流道
    4.2 蝸殼流道
    4.3 網(wǎng)格劃分
    4.4 本章小結(jié)
第5章 離心泵優(yōu)化前后流場(chǎng)的解析對(duì)比
    5.1 泵內(nèi)流場(chǎng)的解析
        5.1.1 確定控制方程
        5.1.2 選擇合適的湍流模型
        5.1.3 確定合適的邊界條件
        5.1.4 確定離散方法
        5.1.5 參數(shù)設(shè)置及求解
    5.2 優(yōu)化前后流場(chǎng)對(duì)比
    5.3 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    結(jié)論
    展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表



本文編號(hào)：3738867