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贯流式水轮机转轮叶片参数化设计与优化

作者：花港,屈波, 陈会向. 日期：2022-08-17/span> 浏览：754 查看PDF文档

贯流式水轮机转轮叶片参数化设计与优化*

花港1,屈波1*,陈会向2

(1.河海大学能源与电气学院,江苏南京 211100;

2.河海大学农业科学与工程学院,江苏南京 211100)

摘要:在水轮机进行优化设计的过程中,参数化表达水轮机叶片所需变量多,且优化过程计算量大,针对这些问题,提出了一种水轮机转轮叶片优化设计方法。首先,采用计算流体力学(CFD)技术,对模型水轮机进行了数值模拟;然后,采用二次曲线对水轮机叶片翼型曲线进行了参数化拟合,通过改变叶片的部分位置的比例系数,对叶片形状进行了控制;通过CFD数值模拟技术,计算了不同参数下的叶片在相同工况下的计算结果,并生成了样本空间;通过反向传播神经网络(BPNN)和遗传算法,对水轮机的效率和水力性能进行了优化计算:最后,对得到的优化结果进行了CFD数值模拟计算,并将其与原型叶片进行了对比分析。研究结果表明:优化后的贯流式水轮机效率提高了2.5%,叶片的压力分布情况得到了有效的提升;该结果证明,采用该方法优化叶片翼型曲线是有效的,并具有实际的工程应用价值。

关键词:水力机械;转轮叶片;计算流体力学;反向传播神经网络;叶片翼型

中图分类号:TH122;TK733.8文献标识码:A文章编号:1001-4551(2022)06-0820-07

本文引用格式:

花港,屈波, 陈会向.贯流式水轮机转轮叶片参数化设计与优化［J］.机电工程,2022,39(6):820-825,845.

HUA Gang, QU Bo, CHEN Hui-xiang. Parametric design and optimization of tubular turbine runner blades［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2022,39(6):820-825,845.