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基于径向基神经网络的叶轮轴面投影图优化
  • ISSN号:1000-1298
  • 期刊名称:《农业机械学报》
  • 时间:0
  • 分类:TM623[电气工程—电力系统及自动化] TH311[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心,镇江212013, [2]宜兴优纳特机械有限公司,无锡214205
  • 相关基金:“十二五”国家科技支撑计划资助项目(2011BAF14B04); 国家自然科学基金资助项目(51349004); 江苏省自然科学基金青年基金资助项目(BK20140554); 中国博士后科学基金面上资助项目(2014M560402); 江苏省博士后科研资助项目(1401069B); 江苏省普通高校研究生科研创新计划资助项目(KYLX_1042); 江苏省高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)
中文摘要:

为了提高余热排出泵的效率,采用拉丁超立方试验设计方法对叶轮轴面投影图上的前盖板圆弧半径、后盖板圆弧半径、前盖板倾角和后盖板倾角4个几何变量进行35组叶轮方案设计,应用ANSYS CFX 14.5软件对余热排出泵进行定常数值模拟,得到设计工况下的效率,应用径向基神经网络建立效率与轴面投影图的4个几何变量之间的近似模型,最后采用遗传算法对近似模型进行极值寻优,获得最优的轴面投影图几何参数组合。研究结果表明:对比原始泵的数值模拟性能曲线和试验外特性能曲线,两者吻合较好;径向基神经网络能较好地预测泵设计点效率;优化的轴面投影图使得余热排出泵的水力效率提高了6.18个百分点,改善了叶轮内流场特性。因此,叶轮轴面投影图的优化设计方法是可行的。

英文摘要:

To improve the efficiency of residual heat removal pump,35 impellers,whose design variables are the radius of shroud arc,radius of hub arc,angle of shroud and angle of hub,were designed by Latin hypercube sampling method. 3D steady simulation was conducted to get the efficiency under designed flow rate by ANSYS CFX 14. 5 software. A radial basis neural network was used to build the approximation model between efficiency and design variables. Finally,the best combination of the design variables was obtained by solving the approximation model with genetic algorithm. The results showed that performance curve simulated by CFD had a good agreement with that of experiment. The deviations of efficiency and head between numerical result and experimental result were- 2. 1% and- 3. 7%,respectively. Compared the efficiency predicted by CFD with that predicted by radial basis neural network,the deviation was only 0. 02%,thus the radial basis neural network can predict the efficiency under design condition accurately. The efficiency of the optimal pump was 76. 75% and the optimization made an increase in efficiency by a percentage of 6. 18. The optimization improved the velocity and turbulence kinetic energy distributions in the impeller. The vortexes disappeared and the velocity became uniform at the shroud. Thus,the optimization process for the impeller meridional shape was practical.

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期刊信息
  • 《农业机械学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院
  • 主编:任露泉
  • 地址:北京德胜门外北沙滩一号6号信箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:njxb@caams.org.cn
  • 电话:010-64882610 64867367
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1298
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1964/S
  • 邮发代号:2-363
  • 获奖情况:
  • 荣获中国科协优秀期刊二等奖,1997~2000年连续4年获中国科协择优资金,被列入中国期刊方阵,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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