转捩对风力机翼型优化设计结果的影响研究

采用基于Kriging模型的优化设计方法开展了风力机专用翼型的优化设计工作.除了在全湍流条件下进行设计之外,同时还在气动优化设计中耦合层流湍流转捩预测,将翼型上下表面的转捩点作为约束条件,采用基于Kriging模型的优化设计方法实现了考虑转捩影响的风力机翼型优化设计.风力机翼型最大升阻比优化结果表明:在两种条件下,优化得到的翼型气动性能均得到较大提高,均具有较好的粗糙度不敏感性,但相比而言,考虑转捩影响的风力机翼型优化设计能在更加真实的环境下获得气动性能更好的优化设计结果.     

基于米勒循环的配气凸轮型线设计

分析了在高速发动机中应用高次多项式优化设计配气凸轮型线的必要性.阐述了米勒循环的基本思想,通过延迟进气门关闭时刻有效地降低压缩比,进而降低NOx排放这一方法来重新优化设计凸轮型线.采用五次多项式给出了工作段型线设计的一般方法,得到了改进后的凸轮型线方程,并利用AutoCAD拟合绘制了凸轮型线.     

基于多目标遗传算法的风力机翼型形状优化

在风力机翼型型线形状优化设计中,提出了一种新的基于Joukowski保角变换的通用翼型型线表征形式.建立了翼型多目标形状优化设计的数学模型,应用改进的多目标遗传优化算法,设计得到了4种性能优越的风力机专用翼型.详细分析了WT180翼型的空气动力学特性,该翼型在设计工况和非设计工况下都具有良好的气动性能,具有较低的前缘粗糙度敏感性.与目前风力机常用翼型相比,新翼型在主要工作攻角范围内,光滑和粗糙条件下的升力系数更高,升阻比更大,其气动性能相比传统翼型表现出明显的提高.     

内燃机配气机构几何凸轮优化设计

针对大功率柴油机双气门配气机构．建立了多自由度动力分析模型．并在动力分析的基础上建立了几何凸轮型线的动态优化设计模型.优化模型以凸轮型线丰满系数为目标函数，以机构动力性能、强度及润滑条件等作为约束条件，可对凸腹圆弧凸轮、圆弧切线凸轮及凹腹圆弧凸轮进行优化设计.设计实例表明，优化的凸轮型线不仅可以使型线达到较大丰满系数，而且可改善机构性能     

五次样条配气凸轮型线动力优化设计

本文探讨配气凸轮型线动力优化设计方法。文中，凸轮型线采用五次Ｂ样条函数构造，并用有限元法作为配气机构动力分析手段。优化设计模型是以凸轮型线时面值最大为目标函数，以配气机构的结构，振动及强度要求等为约束条件，设计变量取为样条结点处的型线加速度。优化设计结果表明，利用本法设计的凸轮型线不但能保证中够大的时面值，而且能显著改善配气机构的动态特性，适用于高速内燃机配气凸轮型线的设计。     

T12V190ZLD型燃气机研制

T12V190ZLD型燃气机是在12V190T自然吸气型燃气机的基础上,应用先进的增压中冷技术、燃烧技术进行优化设计而成,并经试验验证取得预期效果,达到了设计技术要求.     

高粘度重油烧嘴的设计方法与试验验证

根据Y型烧嘴的特点,通过理论分析和试验研究和运用前人的成果,提出了适用于工业窑炉的高粘度重油Y型烧嘴的设计方法,并以雾化颗粒度为最优目标对烧嘴结构进行了优化设计.设计方法中考虑了工作参数、结构、油气(汽)的物性等因素的综合影响.试验结果表明,用此方法设计的高粘度重油烧嘴的性能良好,设计方法有效.     

配气凸轮型线动态优化设计研究

作者提出一种将凸轮型线与机构动态参数统一考虑进行配气凸轮型线动态优化设计方法。以低次方余弦组合曲线为例，重点对动态优化设计中目标函数的确定和约束条件的建立进行论述。本文所提出的动态优化设计方法与配气机构的实际工作情况更加吻合，不论从充气性能、机构的振动还是从寿命等方面．经过动态优化设计后的凸轮型线均能满足凸轮设计指标的所有要求。     

压气机分层优化气动设计体系研究

基于压气机分层次气动优化设计思想,结合了优化算法、CFD(计算流体力学)技术与压气机气动设计程序,利用商业软件,建立了压气机气动优化设计平台,将气动优化设计思想融入到了压气机气动设计多个阶段,以实现压气机气动设计使性能最优化的目的.应用商业通用优化平台进行了轴流压气机一维、S2反问题气动优化设计,并采用NUMECA提供的全三维优化设计平台对压气机进行了全三维气动优化设计.计算结果表明:分层气动优化设计是提高压气机气动性能的有效手段,先进的优化算法在气动设计的各阶段都能够比传统设计手段更大限度地实现压气机性能的最优化.     

基于热力学和动力学联合仿真的凸轮型线优化

为提升汽油发动机系统性能、降低爆震风险,建立了基于GT-Power的整机热力学和阀系动力学联合仿真模型,并结合Isight多目标遗传优化算法,对发动机凸轮型线的13个设计变量进行了优化设计,该设计同时满足8个阀系的动力学约束函数,具有5个优化目标.经优化后得到了帕累托(Pareto)解集,与现有凸轮型线设计相比,优化后的各目标性能均有不同程度的改善.另外,通过信噪比计算对帕累托解集的稳健性进行了评估,结果表明优化解的稳健性优于非优化解.该优化设计方案已应用到项目前期预研中,其优化及评估方法对发动机产品设计具有一定的指导作用.     

液压配气机构的凸轮优化设计

本文在将液压配气机构简化为集中参数动力学模型的基础上,提出了适用于此类机构的一种新的凸轮型线——PFB_2凸轮,并给出此型凸轮的优化设计和解法。计算实例表明,优化设计的凸轮型线优于常规设计的凸轮型线。     

采用NURBS的某级透平叶片全三维气动最优化设计

用NURBS对叶轮机械叶片三维型面和基迭线进行参数化表达,实现了对叶片三维型面和基迭线弯、倾、掠、扭的变形控制.该方法为叶片的自动优化设计提供设计变量.把该方法构建的叶片全三维控制模块集成到基于商业软件iSIGHT的叶片粘性气动优化设计平台中,在该平台上选择优化算法对某级透平叶片进行了全三维气动优化设计实验,优化的目标是使级效率尽可能的高,同时流量不能降低并且动叶叶根前端的温度尽可能低.实验结果表明：优化后的叶型性能有所改善,同时也满足了流量和温度约束条件的要求.图23参5     

多级涡轮三维气动优化设计的可行性分析与实现

多级涡轮三维气动优化设计由于计算量大、计算时间长、变量样本空间过于庞大,在实践中往往设计周期长,且难以有效实现.随着计算机硬件和计算软件的发展,计算能力已经大为改善,多种设计方法亦实现了有效融合.大力开展多级涡轮三维气动优化设计研究,将传统设计方法与现代自动优化设计方法相结合是解决前述困难,实现多级涡轮优化设计的一个有效途径.文中分析了将准三维设计和多级局部优化联合实现多级涡轮三维设计的可行性,给出了一个多级涡轮气动优化设计流程.准三维设计主要是S2流面正问题计算,通过准三维设计进行初步设计,初步提高性能,确定总体参数,为下一步的优化设计打下基础.然后采用多级局部优化设计,多级局部优化过程使用Numeca/design 3D软件,优化联合采用人工神经网络和遗传算法,通过提高局部性能来提高总体性能.流场计算采用全三维粘性流N-S方程求解,并以一个3级涡轮和一个4级涡轮为例,说明此方法的可行性.     

以功率为目标的汽油机凸轮型线优化研究

建立了基于GT-POWER的车用高速汽油机性能仿真模型,并结合单纯形优化算法,建立了七次多项式动力凸轮的优化设计模型.对进排气凸轮型线控制参数、正时、包角、升程等18个设计变量进行了以功率最大化为目标的综合优化设计.建立了双顶置凸轮轴配气机构多体动力学模型,对优化的进排气凸轮进行配气机构动力学性能评估.计算与试验均表明:通过凸轮型线、配气相位及升程的优化设计,原机功率可以提高4.5%左右.计算表明:进气门凸轮接触应力波动小于原机,排气门的动力学性能与原机相当,台架试验也证明了优化后的配气机构动力学性能是可靠的,并已应用于改进机型批量生产.     

汽油机凸轮型线的计算机优化设计

将约束最优化问题中的复合形法应用于配气机构五项式凸轮型线的优化设计中。详细论述了配气凸轮五项式型线设计的数学计算模型及优化设计计算模型，并对－凸轮进行了优化设计。     

475型柴油机多项动力凸轮的优化设计

本文探讨了内燃机多项动力凸轮的优化设计方法，并以475型柴油机配气凸轮为对象进行了具体设计计算。结果表明，优化设计的凸轮可以获得最佳的特性参数。     

基于CFD技术与遗传算法的风力机大厚度翼型优化设计

针对目前风力机大厚度翼型设计参数空间有限、优化设计过程中气动力预测不准等问题,利用B样条函数表征通用翼型廓线,编制程序集成耦合翼型设计模块、任意翼型自适应网格模块、CFD流场计算模块、遗传算法优化模块,提出了基于CFD技术与遗传算法的风力机叶片大厚度翼型优化设计方法,并对比分析优化新翼型与DU97-W-300翼型的几何特性与气动性能。结果表明,优化方法设计的新翼型在主要攻角范围内具有较高的气动性能,在雷诺数为3.0×106的情况下,其升力系数、升阻比分别提高了13.555%、38.588%。该翼型优化设计方法为风力机大厚度通用翼型的设计与应用提供参考。     

凸轮轴型线的测绘

在凸轮轴型线的测绘过程中,将其转化为以设计升程与测量值的误差作为目标的优化设计问题进行处理,达到了理想的精度,远远优于现有的应用程序.     

一种新型聚能-遮蔽型立轴风力机

提出了一种适合任意风向的新型聚能-遮蔽型立轴风力机,并应用计算流体力学方法,对这种风力机的气动性能进行了数值模拟.研究表明:这种新型立轴风力机比传统的立轴风力机的风能利用率有显著提高.此外,该文还采用了正交优化设计方法,对这种立轴风力机的结构参数进行了优化设计,得到了一组最优的设计参数,该最优设计参数下风力机的风能利用率达37%.     

基于MATLAB的配气凸轮优化设计

建立了七次多项式动力凸轮型线的优化设计数学模型;利用MATLAB及其优化工具箱(Optimization Toolbox)对此问题设计程序求解.并以具体的某配气系统为例,进行优化求解,结果表明,优化后凸轮的特性参数更佳.