[發明專利]一種軸流泵多工況智能設計與優化方法

在審

• 申請號: 201710799643.0
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN107657086A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 陸榮;袁建平;張霞;王勇
• 申請（專利權）人: 江蘇匯創流體工程裝備科技有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06N3/12
• 代理公司: 江蘇縱聯律師事務所32253
• 代理人: 蔡棟

1.一種軸流泵多工況智能設計與優化方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一，根據現有設計參數，利用旋轉機械三維設計軟件即CFturbo軟件設計一個軸流泵的原始模型，包括進口段、葉輪、導葉和出口段，完成后導出記錄設計過程和幾何參數的腳本文件，作為優化的輸入文件；

步驟二，將CFturbo軟件中設計完成的軸流泵的流體域導入泵閥專業仿真軟件即PumpLinx軟件中完成前處理設置和數值計算，并導出PumpLinx軟件的計算結果文件作為輸出文件；

步驟三，將輸入和輸出文件加載到Isight軟件中，利用自帶的集成組件將CFturbo軟件和PunpLinx軟件進行集成，自動完成數據交換，然后編寫批處理命令并加載到Isight軟件中，最后設置優化組件，完成軸流泵智能優化平臺的搭建。

2.根據要求1所述的一種軸流泵多工況智能設計與優化方法，其特征在于所述步驟一包括以下過程：

過程1.1，借助CFturbo軟件設計進口段、葉輪、導葉和出口段的子午面流道，分別給定四個部分的輪緣、輪轂直徑及流道長度，并通過改變控制點的軸向坐標Z來改變葉片在子午面中的形狀；

過程1.2，將葉輪和導葉流道劃分出五個等距的圓柱流面，采用中弧線設計模式設計翼型，將各圓柱流面上翼型中弧線平滑連接成中弧面；通過正交厚度分布生成葉片實體；

過程1.3，設計葉片平面投影圖，以葉片旋轉軸為中心建立極坐標系，給定各圓柱流面上翼型中弧線前緣的角度坐標和包角，確定葉片進出口邊的在平面投影圖上的幾何形狀，為了更好的控制葉片形狀，進口邊設置于同一角度線上，包角從輪轂到輪緣按線性規律變化；

過程1.4，在CFturbo軟件中將設計好的原始模型切分出流體域，并以.STL格式導出；

過程1.5，導出CFturbo軟件中記錄設計過程和幾何參數的腳本文件，其后綴名為.BATCH；

所述葉片包括葉輪葉片和導葉葉片。

3.根據要求1所述的一種軸流泵多工況智能設計與優化方法，其特征在于所述步驟二包括以下過程：

過程2.1，將原始模型的流體域導入PumpLinx軟件中進行前處理設置并執行計算，將記錄并執行軸流泵前處理和數值計算的腳本文件以記事本格式導出并修改后綴名為.spro，并且在優化過程中保持軸流泵的計算條件不變；

過程2.2，將記錄PumpLinx軟件計算結果的文件以記事本格式導出，作為優化的輸出文件。

4.根據要求1所述的一種軸流泵多工況智能設計與優化方法，其特征在于所述步驟三包括以下過程：

過程3.1，在Isight軟件中將CFturbo軟件的腳本文件寫入并定義優化變量，同時讀取輸出文件中相應的目標值；

過程3.2，在記事本中分別寫入CFturbo軟件和PumpLinx軟件的批處理命令，其書寫格式為：

"軟件安裝目錄/軟件名稱"-腳本文件名稱

將文件后綴名改為.bat，并加載到Isight軟件中；

過程3.3，設置軸流泵多工況優化數學模型：

求X∈R使得

F(X)=Σi=13ωi·ηi(X)Σi=13ωi→max3.0m≤Hd≤3.2m]]>

式中：X為待優化變量的集合，R為變量的范圍，F為軸流泵在多個工況下的加權平均效率，η為效率，H_d為設計揚程，ω_i為第i個工況點的權重值，i為工況點的代號；

過程3.4，設置并運行優化算法，驅動CFturbo軟件與PumpLinx軟件反復地進行設計與數值計算，直至優化完成，得到優化后軸流泵的三維模型。