[發明專利]基于流固耦合計算的離心泵葉輪水力及結構設計方法

在審

• 申請號: 201510675930.1
• 申請日: 2015-10-19
• 公開（公告）號: CN105201901A
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: 王文杰;裴吉;袁壽其;張金鳳;顧延東
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F04D29/22
• 分類號: F04D29/22;F04D29/24;G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于流固耦合計算的離心泵葉輪水力及結構設計方法，包括以下步驟：

步驟一：根據離心泵設計工況的性能參數，對離心泵葉輪的水力幾何參數和結構幾何參數進行初始計算；

步驟二：對離心泵葉輪的水力幾何參數和結構幾何參數采用正交試驗表進行正交試驗多方案設計，對多方案采用流固耦合計算得到泵揚程、效率和葉輪最大應力值，分析水力幾何參數和結構幾何參數對水力性能和結構性能影響程度，得到影響離心泵葉輪水力及結構的重要的葉輪幾何參數；

步驟三，根據步驟二得到的影響離心泵葉輪水力及結構的重要的葉輪幾何參數，采用拉丁超立方試驗設計方法進行多方案設計，采用流固耦合計算各個方案的泵揚程、效率和葉輪最大應力值；

步驟四：建立計算得到的泵效率η、葉輪最大應力值σ與影響離心泵葉輪水力及結構的重要的葉輪幾何參數建立二次響應面模型，其中約束條件設為在設計工況下計算揚程不小于設計揚程：

η=-(a0+Σi=16aixi+Σi=16aiixi2+Σi<j6aijxixj);]]>

σ=(b0+Σi=16bixi+Σi=16biixi2+Σi<j6bijxixj);]]>

式中a₀，a_ii和a_ij均勻系數，由最小二乘法求得，x_i和x_j為步驟二中較主要的葉輪幾何參數，k表示較主要葉輪幾何參數的個數；

并采用多目標遺傳算法求解響應模型的最小值，從而得到滿足設計要求的最優葉輪幾何參數組合。

步驟五：根據最優葉輪幾何參數進行三維造型，并進行流固耦合計算，看能否達到設計要求，若達到設計要求，可進行試驗驗證，若沒有達到，重復步驟二至步驟四。