基于响应面法的仿生风力机叶片可靠性分析

根据风力机的基本理论和相似理论在有限元软件ANSYS中建立了一个翼型为SG6050,半径为1m的小型风力机叶片模型,运用结构仿生学原理,对所设计的风力机叶片进行铺层,其角度范围介于5°～90°之间,为体现中轴的对称性,正负铺层同时出现。利用基于响应面法的可靠性理论,比较了不同铺层方式下风力机叶片的可靠性。计算结果表明:可靠指标较高的角度集中在40°～70°之间,而以65°铺层可靠指标最大,即其失效概率最小,而在5°与90°附近的铺层其可靠指标相对较小。     

基于响应面法的大体积混凝土开裂风险分析

温度荷载是造成施工期大体积混凝土开裂的主要原因。为了研究大体积混凝土的开裂风险,将影响混凝土温度场和应力场的物理力学参数作为随机变量,以混凝土抗拉强度与最大拉应力之差作为判断大体积混凝土开裂与否的准则,并依此建立功能函数。通过数值试验建立功能函数的响应面方程,以解决原功能函数无法显示表达的问题,最后采用JC法求解混凝土开裂可靠度指标。计算结果表明,与Monte-Carlo法的计算结果相比,所提出的大体积混凝土开裂风险计算方法得到的失效概率相对误差在4%以内,且计算效率高,精度满足要求,可应用于实际工程。     

基于响应面法的圆盘泵叶轮优化研究

为了提高圆盘泵的水力性能,以径向直叶片圆盘泵为研究对象,结合计算流体动力学方法(CFD)与响应面分析法,研究叶轮结构参数对泵扬程和效率的影响.以叶片高度、叶片数量和盘间距为优化设计变量,泵的扬程和效率为响应变量,基于Box-Behnken样本点设计法进行三因素三水平设计,建立17组样本点.通过ANSYS CFX数值计算...     

基于响应面法的新型螺旋管传热性能优化研究

采用Box Behnken方法,对新型螺旋管的传热性能和阻力性能的模拟计算进行实验设计。设定螺旋管内径、进口流速、螺旋槽波高、螺距和单节螺旋管与光滑管长度比5个影响因素,应用响应面法建立综合性能评价指标（PEC）与5个因素之间的二次多项式模型,确定螺旋管的最佳参数,对螺旋管强化传热机理进行研究。结果表明：换热管中的螺旋槽增加了换热面积,同时使流体产生周期性扰动,加快热量的传递;在实验优化范围内,螺旋管内径是影响PEC最显著的参数;换热管的最佳参数为：换热管内径25 mm,进口流速0.4 m/s,螺旋槽波高3 mm,单节螺旋管与光滑管长度比为1,螺距15 mm;在该条件下,计算得到努塞尔数为395.8,阻力系数为0.044,综合性能影响因子为3.82。     

基于摄动响应面法的汽轮机转子随机响应特性及灵敏度分析

为了满足汽轮机转子高可靠性设计的需求,将响应面法和摄动随机有限元相结合,考虑转子几何参数、材料参数和载荷参数的随机性,首先采用中心指数设计进行抽样,利用步进回归分析技术确定结构的响应面近似函数,然后利用摄动法推导出结构随机响应的各阶中心矩表达式,最后计算出转子随机响应变量的各阶中心矩及其相对于各随机输入变量的灵敏度。计算结果表明,对转子的最大变形影响最大的是弹性模量,其次是转子密度和转速的影响,而轴长对其的影响可忽略不计;对转子的最大应力影响最大的是转子密度,其次是转速的影响,而轴长对其的影响可忽略不计。     

基于改进复合形法的拱坝体形优化设计

为获得较合理的拱坝体形,有效解决拱坝优化设计中变量多、数学函数和约束条件高度非线性等难点问题,以某工程为例,建立了拱坝的几何模型〖JP2〗,利用改进复合形法进行优化设计,结果准确合理、计算效率较高。     

基于响应面法对秸秆纤维素乙醇生产工艺参数的优化

文章在对里氏木霉T12菌株产纤维素酶的培养条件进行单因素优化的基础上,以滤纸酶活力(FPA)为响应值,通过Plackett-Burman设计法筛选出对产酶影响最显著的3个因素,依次为麦麸>温度>氯化钙。响应面优化结果为当麦麸、温度、氯化钙分别为6.27 g/L,31℃,0.709 g/L时,纤维素酶理论最大FPA酶活为62281.3 U/m L。在优化后的培养条件下纤维素酶粗酶液的实际FPA酶活为60 126.5±16.0 U/m L。将纤维素酶粗酶液以10%添加量加入秸秆一步转化乙醇的5 L发酵罐中,经过144 h的发酵,乙醇产量(v/v)可达到7.05%±0.18%。     

基于响应面法的土石坝参数随机反演分析

针对常规随机反演过程中需多次进行数值模拟与优化方法耦合存在的计算量过大的问题,提出基于响应面法的土石坝参数反演方法。在有限元分析的基础上,利用中心复合设计进行有限次试验,建立可反映土石坝参数与位移之间非线性隐式关系的响应面方程,以代替有限元计算;结合内点法及Monte-Carlo随机抽样,对响应面方程的目标函数进行迭代寻优,从而实现土石坝参数的随机反演分析。数值算例表明,该方法计算结果误差小,求解效率高;随机反演得到的参数能更准确地反映材料的真实情况,其统计特性还可用于土石坝稳定计算和风险评估。研究成果为实际土石坝工程的参数确定提供了参考。     

基于改进响应面法的高混凝土坝可靠度研究

针对高混凝土坝可靠度分析中极限状态函数不能显式表达且随机变量复杂的特点,基于变量的随机敏感性因子改进响应面法,提出了适用于高混凝土坝复杂结构系统的改进响应面法.算例结果表明,该法计算效率高、实用性强,是高混凝土坝及复杂水工结构物可靠度分析的较好途径.     

基于响应面法的全地形车排气系统结构优化研究

为了研究结构参数对全地形车排气系统散热的影响,采用Fluent软件对排气系统进行流场分析,得到壁面的温度分布图,并通过试验验证有限元模型的准确性。以消声器内隔板孔的直径、隔板到消声器前端的距离、消声器未端圆角半径为设计变量,以排气系统壁面平均温度为优化目标,应用响应面法进行结构参数优化,得到使壁面平均温度最小的一组设计变量值。最后,对改进后的排气系统进行流场分析,并与优化前的数据对比。结果表明,通过设计变量的合理改变,重点关注的消声器处壁面温度明显下降,消声器处壁面4个测试点温度分别下降了10.3%、11.5%、8.0%、10.4%。     

Experimental Optimization of Jet Self-Priming Centrifugal Pump Based on Orthogonal Design and Grey-Correlational Method

The novel jet self-priming centrifugal pump, as important modern irrigation equipment, is widely used in large-scale irrigation, mine drainage and so on. In order to improve the profile streamline of blade, the inlet shape of impeller was designed as distorted and the outlet shape as cylindrical, which can not only improve the pump efficiency, but also shorten the self-priming time. Further, the novel jet self-priming system was proposed, by employing the jet nozzle and check valve to improve th...     

高炉循环水泵站的设计优化

高炉冷却水泵站是高炉的重要配套设施.文章总结了新钢已建三个循环水泵站的建设经验,对新建的6#高炉循环水泵站的设计方面作了较全面的优化.在循环水泵站的设计和管理方面有很好的借鉴意义.     

可逆式水泵水轮机多目标优化设计及流动研究

传统水泵水轮机设计方法设计周期长、成本高,且十分依赖于设计经验。为此,介绍了一套适用于水泵水轮机设计的多目标优化设计系统,利用该优化设计系统,以叶片载荷和叶片倾角为优化变量,以水泵额定工况点的机组效率、水泵空化性能、水轮机额定工况点的机组效率及水轮机最优工况机组效率为优化目标,对某抽水蓄能电站的水泵水轮机转轮进行了优化设计,得到了优化转轮。结果表明,该系统非常适用于转轮多目标开发设计,相比于初始转轮,优化后转轮4个优化目标均得到不同程度的提升;在水轮机额定工况下转轮流线分布明显改善,有效提高了转轮叶片最低压力值。     

基于遗传算法的原生污水源热泵优化设计

根据现有城市原生污水源热泵的技术经济特点,以系统的费用年值为目标函数,建立了系统综合优化的数学模型.在满足系统供冷、供热的可靠运行条件下,利用遗传算法,对系统的运行参数及机组部件进行了优化选择,实现了系统费用年值最小的目标.     

基于响应曲面法的涡轮增压器废气阀门激光焊接工艺优化研究

激光焊接技术凭借其高效、高精度的特点已广泛应用在汽车制造产业,在涡轮增压器的生产中,激光焊接也逐步被应用于实现废气阀门与阀杆的连接。虽然当前对于激光焊接的工艺研究很多,但对工艺参数的优化也一直缺少一个科学有效的方法。本文以熔接深度、熔接宽度和内部缺陷作为响应变量,选取焊接功率、焊接速度作为因子,运用响应曲面法(RSM)设计实验方案,通过对响应结果进行分析,研究焊接参数对焊接质量的影响,拟合能够预测最优参数的数学模型,最终将获得的最优参数运用到生产中进行验证。     

基于响应面近似模型的双层喷孔参数优化研究

在共轨柴油机上采用双层交错布置喷孔油嘴可以改善柴油机的经济性和排放性能。针对双层交错布置喷孔油嘴与燃烧室优化匹配问题,采用CFD软件,运用中心组合试验设计方法设计燃油系统参数的试验计算矩阵并进行数值计算;再以响应面近似模型构造燃烧和排放的优化目标函数;最后运用多岛遗传算法对该近似模型进行全局寻优,确定燃油系统参数的优化组合,并在试验台架上进行了优化方案的配机试验。结果表明:小的喷孔直径、较多的喷孔以及适当的上下层喷孔喷射夹角可提高油束的雾化质量。     

泵站压力管道振动特性分析及减振优化设计

为探究泵站压力管道的不同布置形式对管道振动的影响,选取宁夏盐环定泵站工程二泵站#1压力管道为研究对象,建立基于流固耦合的泵站压力管道水流ALGOR数值模型,并采用DASP振动测试系统获取振动信号对模拟结果进行验证,分析压力管道水流流态对管道振动的激励特征并提出优化设计方案。结果表明,压力管道进水管处、支管总管相接处及总出水管处均有强烈的振动,但进水管的振动较出水总管振动更为强烈;减振优化设计方案中,调整支管距离对降低水流对管道振动的激励效果微弱,增大管径及改变总管走向对其效果较好,其中总管走向在2°～5°之间较佳,不仅能降低管道振动,而且能减少泵站能耗损失。研究结果可为高扬程泵站压力管道的优化设计提供理论依据。