纯电动清扫车动力风机改型与优化

为提升纯电动类清扫车车用动力离心风机的性能,针对某风机转子叶轮进行了叶片型线改进和多目标优化.采用圆弧型叶片替代原始风机叶片,并建立叶轮参数化模型以便优化.结合最优拉丁超立方采样方法、Kriging模型和改进的NSGA-Ⅱ算法,以全压效率和全压为目标对叶轮进行了多目标优化.优化前后的数值模拟结果表明:单独叶轮优化后全压...     

基于正交试验的离心压缩机叶轮摩擦损失优化分析

推导了叶轮摩擦损失的数学模型,针对与之相关的众多结构参数,采用正交试验的方法,对各影响因素进行优化分析,找出了影响叶轮摩擦损失的关键结构参数,并比较其影响的显著性.     

基于SolidWorks的鼓风机叶轮有限元分析

现采用SolidWorks软件对某鼓风机叶轮建立三维模型,并利用SimulationXpress模块直接对叶轮零件进行有限元分析,求出在工作转速下叶轮的应力、变形情况,以及考虑刚化效应对叶轮模态振型的影响,求得叶轮的各阶固有频率和振型,并计算出各阶的临界转速.其分析结果有利于叶轮的结构优化设计与性能改进.     

基于Kriging近似模型的轨道主冷叶轮多目标遗传优化

为最大限度地减小叶轮质量,通过反求模型和网格密度精度的分析,对叶轮结构进行数值计算,并构造了拉丁超立方试验设计模型和Kriging近似模型,得到叶轮结构的采样空间和高精度的近似模型用来代替数值分析,提出了轨道轴流风机叶轮结构多目标遗传优化方法。采用该方法分析了主要技术参数对叶轮结构受力的灵敏性,并找出了对叶轮结构应力影响最大的参数。叶轮结构通过优化后,质量减小了31.7%,大大节省了材料的成本,最大应力值也由初始方案的21.5MPa变为16.5MPa,有效地提高了叶轮的力学性能。优化后通过滑环引电器和动静态应变测试系统对风机叶轮进行动静态试验,并设计了叶轮旋转机械的工艺工装和试验方案,试验结果与计算结果十分吻合,且动应力相对很小,因此,叶轮具有良好的力学和振动性能,在工程应用中具有较高的价值。     

基于Kriging模型的快速拆装叶轮轮盘多目标优化设计

为了降低叶轮安装端面变形量以及减轻叶轮质量,对快速拆装形式的叶轮轮盘结构进行多目标优化设计,使用拉丁超立方试验设计和有限元分析生成初始样本数据并构造出Kriging近似模型,运用遗传算法对近似模型进行寻优。对优化后的参数值进行工程取整并进行有限元分析得出叶轮轮盘结构设计模型,最终优化结果显示叶轮质量减小了15%,叶轮摩擦端面轴向变形量降低了29%。优化后的叶轮模型可提高拉杆螺栓连接转子结构的可靠性。     

涡轮增压压气机叶轮的气动优化设计

以某型涡轮增压压气机为研究对象,采用逆向工程技术中的三维扫描的方法反求压气机叶轮,建立叶轮的几何模型,在此基础上,对叶轮几何型线进行参数化拟合,进而以效率和压比为优化目标,利用人工神经网络和遗传算法对叶轮进行气动优化设计。结果表明:优化后,叶轮的气动性能得到很大提高,在优化点叶轮的效率比原模型提高了2.01%,压比比原模型提高了0.12,综合稳定裕度也提高了。     

航空燃油离心泵抗汽蚀优化设计及仿真

针对航空燃油离心泵工作时出现的汽蚀问题,采用正交试验法对离心泵叶轮进行优化设计.选取叶轮出口直径D2、叶轮出口宽度b2、叶片数Z、叶片厚度H为正交试验的4个因素,完成了正交试验并对试验结果进行极差分析,得到了以泵汽蚀余量为优化指标的影响排序,并最终获得最优参数组合.通过流场仿真对现用离心泵和优化后离心泵的泵汽蚀余量和蒸...     

开式离心叶轮内部流道的数值模拟

采用了多块网格技术、雷诺平均N-S方程和应用S-A湍流模型,对开式直叶高速离心泵叶轮内部流场进行了数值模拟,并对开式高速离心泵作出了试验研究。通过数值模拟与试验研究的结果比较分析,得出该数值模拟方法可以较好地模拟离心泵叶轮内流场,总结出了影响离心泵叶轮内流场和外部特性的因素及其变化规律。为优化设计、提高泵的效率提供了有价值的参考。     

基于均匀设计方法的党参湍流超细粉碎试验研究

利用湍流超细粉碎机制取了党参的亚微米级超细粉体,研究了叶轮转速、加料质量、粉碎时间对粉体粒径的影响,对党参的超细粉碎工艺参数进行了优化;分析了造成粉体团聚的原因,结果表明,叶轮转速的提高是引起粉体团聚的主要因素.     

应用水力优化分析对水泵机组减振研究

对某船用水泵机组进行振动测试,通过机组的特征频谱分析,找出其可能对应的影响因素。通过水泵机组模态测试出的参数结果分析,发现自身结构及安装基础不是引起该特征谱线的主要原因。再应用流场分析方法对水泵机组的水力模型进行有限元仿真分析,包括吸水室流道、叶轮流道和压水室流道,找出影响振动的流体激励因素。最后根据流场分析的结论,改进优化了水泵机组的叶轮水力模型,消除了水流速度线旋涡现象。成功地应用水力优化技术抑制了振动谱系中特征峰值的幅值,有效地降低了水泵机组低频振动值。     

Three-dimensional flow analysis and improvement of slip factor model for forward-curved blades centrifugal fan

This work developed improved slip factor model and correction method to predict flow through impeller in forward-curved centrifugal fan. Both steady and unsteady three-dimensional CFD analyses were performed to validate the slip factor model and the correction method. The results show that the improved slip factor model presented in this paper could provide more accurate predictions for forward-curved centrifugal impeller than the other slip factor models since the present model takes into account the effect of blade curvature. The correction method is provided to predict mass-averaged absolute circumferential velocity at the exit of impeller by taking account of blockage effects induced by the large-scale backflow near the front plate and flow separation within blade passage. The comparison with CFD results also shows that the improved slip factor model coupled with the present correction method provides accurate predictions for mass-averaged absolute circumferential velocity at the exit of impeller near and above the flow rate of peak total pressure coefficient.     

基于ANSYS的压气机叶轮振动特性有限元仿真分析

车用涡轮增压器的压气机叶轮常常因为振动而导致破坏,对压气机叶轮进行模态分析是避免叶轮与激振频率发生共振的常用手段,能有效避免因发生共振而导致的叶轮破坏问题。利用AN-SYS软件,采用子结构分析方法对压气机叶轮的中低阶固有频率进行了数值仿真计算,获得了不同转速和不同节径时的频率,并根据计算结果绘制了Campbell图,找出了与压气机叶轮固有频率产生共振的转速,为压气机叶轮的优化设计提供了依据,同时说明采用子结构分析的方法可以较精确地获得整体模型的低阶固有频率解。     

基于 Fluent的 AY型离心油泵叶轮内流场数值模拟

借助Pro/E造型平台建立叶轮单流道的简化模型和叶轮整体的三维模型,利用Fluent流体分析软件对AY型离心油泵叶轮内流场进行模拟,采用标准k-ε湍流模型和SIMPLY算法,利用Fluent前处理器GAMBIT网格建模,模拟出叶轮内流场的流动规律,初步分析了离心泵叶轮的速度和压力分布,获得离心泵叶轮流道内的速度场、压力场。结果表明,Fluent数值模拟能真实反映叶轮内部的复杂流动,为AY型离心油泵叶轮的设计及改进提供了基础依据。     

高速离心叶轮叶片开缝的数值研究

提出在离心叶轮吸力面尾部开缝抽吸的方法,在叶片吸力面尾部对低速流体区域进行抽吸,以减弱由叶轮内二次流所导致的射流—尾迹结构。以Krain高速离心叶轮为例,建立抽吸模型,并进行了数值计算。数值仿真结果表明,在压气机流量范围内,叶轮尾部开缝抽吸可以减少叶片表面的分离区域,改善叶轮内部流场的流动状况,有效地提高离心叶轮性能。     

基于CFturbo的离心泵扭曲叶轮设计方法的研究

针对传统离心泵叶轮,尤其是扭曲叶轮复杂的设计过程,提出一种新的设计方法,基于CFturbo的离心泵扭曲叶轮参数化设计,CFturbo操作简单,设计思路清晰,便于实体的生成。介绍了CFturbo的设计流程,建立三维模型,最后通过Fluent进行流场模拟分析,验证了模型的可行性。     

离心式叶轮三维参数化形状优化设计方法

文中提出叶轮参数化设计方案,以ANSYS软件为开发平台,实现叶轮的三维参数化有限元建模;在此基础上,分析研究液压、拉杆、GM（gear multiplying assembly）三种典型装配工艺,提出综合考虑强度、刚度约束统一的离心叶轮装配工艺优化设计模型;针对不同的叶轮装配形式,只需要修改其优化目标,即可得到理想的设计结果.最后,以液压装配工艺工程实例说明该优化方法的有效性.     

High performance hydraulic design techniques of mixed-flow pump impeller and diffuser

In this paper, we describe a numerical study about the performance improvement of a mixed-flow pump by optimizing the design of the impeller and diffuser using a commercial computational fluid dynamics (CFD) code and design-of-experiments (DOE). The design variables of impeller and diffuser in the vane plane development were defined with a fixed meridional plane. The design variables were defined by the vane plane development, which indicates the blade-angle distributions and length of the impeller and diffuser. The vane plane development was controlled using the blade-angle in a fixed meridional plane. The blade shape of the impeller and diffuser were designed using a traditional method in which the inlet and exit angles are connected smoothly. First, the impeller optimum design was performed with impeller design variables. The diffuser optimum design was performed with diffuser design variables while the optimally designed impeller shape was fixed. The importance of the impeller and diffuser design variables was analyzed using 2^k factorial designs, and the design optimization of the impeller and diffuser design variables was determined using the response surface method (RSM). The objective functions were defined as the total head (Ht) and the total efficiency (?t) at the design flow rate. The optimally designed model was verified using numerical analysis, and the numerical analysis results for both the optimum model and the reference model were compared to determine the reasons for the improved pump performance. A pump performance test was carried out for the optimum model, and its reliability was proved by a comparative analysis of the results of the numerical analysis and an experiment using the optimum model.     

裂解气压缩机T4叶轮的可靠性灵敏度

以百万吨装置用压缩机T 4叶轮作为研究对象,基于有限元软件建立了叶轮的参数化有限元三维模型。选择几个关键几何尺寸作为随机变量,结合人工神经网络技术、随机摄动技术、矩阵微分理论和可靠性理论,以叶轮所受的最大应力不超过材料屈服强度为准则,建立了裂解气压缩机T 4叶轮的可靠性分析模型,并进行了可靠性灵敏度分析。在对各个参数进行无量纲化后,得到各参数对可靠度的灵敏度排序,为工程实际中叶轮的设计提供了理论依据。     

叶轮、叶片类复杂零件造型方法的研究

叶轮、 叶片类零件是汽车、航空等领域广泛使用的重要部件之一,它的造型方法一直是人们研究的焦点,这里采用ＮＵＲＢＳ（非均匀有理Ｂ样条）方法建立了叶轮、叶片类零件的造型模型,为叶轮、叶片类零件的数控加工了基础,提高了叶轮、叶片类零件的造型及加工效率。