高水头长短叶片混流式转轮短叶片的多学科优化
混流式水轮机转轮s1流面上叶片设计的准三元方法
混流式水轮机转轮s1流面上叶片设计的准三元方法伴随着时代的发展和科技的进步，传输能力、制造技术和应用技术得到了飞速发展，致使我们的现代社会提供了更多的装备和器材，而水轮机及其相关运用技术更是在这个领域中发挥着重要作用。
水轮机转轮s1流面上叶片的设计是水轮机运用技术中必不可少的一部分，这里以混流式水轮机转轮s1流面上叶片设计为例，介绍准三元方法的设计原理及其应用技术，以期提高水轮机的效率和质量。
首先，对于混流式水轮机转轮s1流面上叶片的设计，应根据流量、压力、功率及其机械特性等多种因素进行综合考虑，从而确定设计参数，确保水轮机转轮s1流面叶片设计合理、质量可靠，以达到节能效果。
其次，为了确保水轮机的稳定运行，需进行流量和压力的优化设计，以及其他细节设计，如轴线、出口水角和叶片厚度等，以及围绕水轮机的机械结构的设计。
此外，为了更好地提高水轮机的性能，可采用准三元方法来进行转轮s1流面上叶片的设计，准三元方法是一种把三元设计方法和几何特征相结合的有效技术，其目的是为了在设计比例参数固定的情况下，提高叶片的几何特征，以提高叶片的数字模型被细分的数量，并且可以实现细节化的特征结构优化，从而更好地满足水轮机的运行要求。
准三元方法的设计原理是，将目标函数分成两个函数：相对参数函数和交叉标准函数，并用三元设计参数来表达，从而确定带有良好叶片几何细节特征的叶片几何结构。
与传统三元设计方法相比，准三元方法可以有效改善叶片结构，以更好地满足叶片几何特征。
准三元方法的应用技术有三个步骤：首先，确定水轮机的基本参数，包括流量、压力、功率等；其次，采用正交设计方法对叶片的几何特征进行优化，并设定叶片的三元参数；最后，通过准三元方法进行叶片的设计与优化，以达到最佳的叶片几何特征。
综上所述，混流式水轮机转轮s1流面上叶片设计既要考虑叶片的参数，又要进行准三元方法的设计优化，只有强调叶片的几何特征，并运用准三元方法对叶片几何特征进行调节，以保证水轮机的效率和质量，才能确保节能效果，使水轮机能够长期稳定发挥效用。
混流式水轮机转轮优化设计的空化流计算
混流式水轮机转轮优化设计的空化流计算
王磊;常近时
【期刊名称】《农业机械学报》
【年(卷),期】2009(040)009
【摘要】采用求解时均NS方程,结合气液质量输运方程的两相流方法,在水轮机优化设计中进行转轮的空化流场分析.结果显示:在高水头下适当增加叶片包角,延长出水边,数值计算效率为94.7%,明显高于改型前的93.4%;叶片压力分布更为均匀,最优工况点的临界空化系数也低于改型前的0.03, 空穴区域减小,转轮的空化性能得到改善.计算结果与实验结果相符,为转轮的再优化设计提供了参考依据.
【总页数】5页(P98-102)
【作者】王磊;常近时
【作者单位】中国农业大学水利与土木工程学院,北京,100083;中国农业大学水利与土木工程学院,北京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】TK734;TH318
【相关文献】
1.混流式水轮机转轮内三元空化流场的预测 [J], 任静;常近时
2.某混流式水轮机转轮上腔压力优化设计 [J], 黄世海;邓鑫;李浩亮;吴晓莉;邵何锡
3.混流式水轮机的三维空化湍流计算 [J], 张乐福;张亮;张梁;吴玉林;刘树红
4.混流式水轮机内部流场的三维空化湍流计算 [J], 张梁;吴玉林;刘树红;张乐福
5.导叶开度对混流式水轮机转轮叶片表面空化性能的影响 [J], 史广泰;薛志成;杨茜;刘宗库
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DLT 5186—2004 水力发电厂机电设计规范 条文说明
DLT 5186—2004 水力发电厂机电设计规范条文说明中华人民共和国电力行业标准PDL/T5186-2004条文讲明中国电力出版社水力发电厂机电设计规范主编部门：水电水利规划设计总院批准部门：中华人民共和国国家经济贸易委员会2004 北京目次1 范畴52 引用标准53 总则54 水力机械54.1 水轮机选择 54.2 进水阀214.3 调速系统及调剂保证244.4 主厂房起重机304.5 技术供、排水系统及消防给水32 4.6 压缩空气系统414.7 油系统464.8 水力监测系统485. 电气515.1 水电厂接入电力系统515.2 电气主接线 565.3 水轮发电机/发电电动机74 5.4 主变压器815.5 高压配电装置875.6 厂用电及厂坝区供电925.7 过电压爱护和接地装置1015.8 照明 1065.9 电缆选型与敷设1076. 操纵爱护和通信1116.1 总体要求 1116.2 全厂集中监视操纵1156.3 励磁系统 1266.4自动操纵1276.5 运算机监控系统1286.6 继电爱护 1366.7 电测量和电能计量1376.8 二次接线 1376.9 厂用直流及操纵电源1416.10 通信 1457 机电设备布置及对土建和金属结构的要求1477.1 一样要求1477.2 主厂房1507.3 副厂房1537.4 变压器场地 1547.5 高压配电装置布置1587.6 中央操纵室及其它1657.7 直流设备室1717.8 水轮机/水泵水轮机输水系统1727.9 电梯1758 辅助设施1768.1 机械修配厂 1768.2 电气实验室 177附录A 水力机械术语、符号1781 范畴无需讲明。
2 引用标准无需讲明。
3 总则无需讲明。
4 水力机械4.1 水轮机选择4.1.1 水轮机型式及适用水头范畴见表1。
表1 水轮机型式及适用水头范畴混流式30～700 冲击式射流式水斗式300～1700当水电厂的水头段有两种以上机型可供选择时，应从技术特性（D1、nr、t、Hs）、经济指标（机组设备及起重设备造价、厂房土建工程量及其估价、多年平均发电量）、运行可靠性（包括水轮机运行的水力稳固性、设备使用的成熟可靠程度），以及设计制造体会、制造难度等方面，经技术经济比较后选定。
混流式水轮机转轮s1流面上叶片设计的准三元方法
混流式水轮机转轮s1流面上叶片设计的准三元方法以《混流式水轮机转轮S1流面上叶片设计的准三元方法》为标题，近年来，随着混流式水轮机的发展，转轮上叶片的设计也变得越来越重要。
叶片的设计关乎水轮机效率的提高，而叶片的设计已经成为水轮机的研究的热点。
基于准三元方法的混流式水轮机转轮S1流面上叶片设计，是目前水轮机设计的主要研究方向。
混流式水轮机转轮S1流面上叶片的设计，是混流式水轮机的重要组成部分。
它的结构可分为两个部分：攻角和抽水角。
攻角是叶片片面的入口角，抽水角是叶片片面，是把水从水轮机转轮轮腔中抽入受力水路的部分。
近年来，基于准三元方法的混流式水轮机转轮S1流面上叶片设计引起了研究者们的广泛关注，一些学者基于此方法，对叶片的设计进行了深入研究，发表了一系列关于叶片设计的论文。
首先，在准三元方法的混流式水轮机转轮S1流面上叶片设计中，重要的指标是质量中心的比例。
在叶片设计中，攻角和抽水角的值是最重要的，而质量中心的位置却更具有决定性，它是决定叶片设计的重要参数。
其次，在准三元方法的混流式水轮机转轮S1流面上叶片设计中，叶片的尺寸也起着重要作用。
叶片的尺寸决定了叶片在转轮上的分布，而叶片尺寸影响了转轮上叶片的流动特性，为此，在叶片设计过程中，必须恰当地调整叶片的尺寸以获得最佳效果。
最后，在准三元方法的混流式水轮机转轮S1流面上叶片设计中，叶片的变形也非常重要。
叶片变形可以影响叶片的流动特性，而合理的叶片变形可以提高水轮机的效率，获得更好的表现。
综上所述，准三元方法的混流式水轮机转轮S1流面上叶片设计包括质量中心比例、叶片尺寸、叶片变形等多个重要方面。
其中，质量中心比例是决定叶片设计的重要参数，叶片尺寸影响着叶片在转轮上的分布，叶片变形影响着叶片流动特性，是获得最佳效果的关键。
基于准三元方法的混流式水轮机转轮S1流面上叶片设计，是目前水轮机设计的主要研究方向，对叶片设计技术的深入研究必将带来有效的改进，从而提高水轮机的性能和效率。
小型混流式水轮机转轮优化设计及数值模拟
小型混流式水轮机转轮优化设计及数值模拟张洪渠，余波，陈柱(西华大学能源与环境学院，四川I成都610039)摘要：针对某小型混流式水轮发机电组长期受到转轮流道堵塞、出力受阻闻题，提出在基本不改变水轮机原性能参数的条件下．以加大叶片开121为优化目标的转轮流道优化方案，并对优化后的水轮机转轮流道进行数值模拟。
数值模拟及现场运行表明了该转轮优化设计方案的正确性。
关键词：水轮机；转轮；优化设计；数值模拟；水电站O pt i m i z at i on D瞄i和and N um eri cal Si m ul a t i on of Sm a l l Fra nci s T ur bi ne R unn erZ hang H on gqu，Y u B o，C he n Z h u(School of E n er g y a nd E nvi ronm e nt，X i hua U ni ve r s i t y，Che ngdu Si chuan610039)A bs t r a ct：The r u nne r of Fr an ci s t ur bi ne i n a sm al l hydropew er s t at i on i s of t e n bl oc ke d by debr i s．For sol vi ng t he pr obl em，t he r u nne r i s r e des i gne d t o i ncr ease bl a de op e ni ng under t he con di t i on of n o c h a ng e t he basi c per f or m ance and pa r am et er s of t u r bi ne．T h e r u nne r opt i m i zat i on i s als o nu m er i ca l l ysi m ul at ed．T he si m ul at i on a nd f ield oper at i on s ho w s t hat t he r u nne r r e desi g n i sr eas onable．K e y W ords：t ur bi ne；runne r,opt i m a l des i gn；num er i c al si m ul at i on；hydr opow e r s t at i on中图分类号：TK730．2文献标识码：A文章编号：0559-9342(2010)08-0065-03四川I某水电站安装有3台单机容量为1600kW 的卧式混流式水轮发电机组，电站额定水头91．4m，水轮机型号为H L l60娟U--60，单机额定流量2．3m3／s。
水力机械优化设计理论
高精度的水力 模型试验台及 转轮流态成像
观测系统
二、水力机械全三维反问题设计方法
准三维/二维设计
叶片无限薄，流线 上叶片加厚
全三维反问题设计
叶片形状以满足流动 边界条件确定
叶片方程
(Vr
+ V!rbl )
¶f ¶r
+ (Vz
+ V!zbl )
¶f ¶z
=
Vq r r2
+
V!q bl r
-w
u 来流有旋，叶片有限厚
程
智能优化算法处理
优化算法驱动的自动优化技术已成为水力机械优化设计的主流
（1）引水部件优化设计
断面宽度
断 面 高 度
迎水面坡度
支墩尾部
导叶出口：
Ø 流量均匀度
Ø 速度标准差 Ø 压力标准差
断面宽度 断面高度 迎水面坡度
蜗形部分断面参数化 贝塞尔曲线
控 制点 初 始值 拟 合值
蜗形部分包角
控 制点 初 始值 拟 合值
VE = (ef1,ef2,ef3 ,!!, efi ,!!)
VP = ( p1, p2, p3 ,!!, pi ,!!) VS = (es1,es2,es3 ,!!,esi ,!!)
1
å æ n
2 ö2
dVE (ef X , efY ) = ç hXj -hYj ÷
åè j=1
ø
æn
1
2 ö2
Min : dVE (efX , efO ) , dVP ( pX
受力频率分析
压力脉动
t=0s
t=3s
t=5s
四、水力机械优化设计技术
参数化 造型模块
水
轮
轴流泵叶片多学科设计优化
( )
3
图3 Fig． 3 叶根处的剖面图
轴流泵模型多学科优化结果及分析
水泵设计参数
3. 1
Cross sectional view at the blade root
叶根处由扬程产生轴向推力 M T ，假定扬程 H 沿径向分布为常数， 则 1 2 πλ0 Ｒ l ρgh MT = （ λ ） cosβ e Ｒ dλ = t η h λ0 Z
N≤8. 0 D≤1. 9 0. 6 ≤a1 ≤1. 0 0. 4 ≤b ≤0. 55 1 5. 0 ≤c1 ≤22. 0 1. 0 ≤z m1 ≤1. 5
该系数用于判断各断 其中 D 为叶栅当量扩散系数， 面叶栅的综合工作状态， 系数值大于 1. 9 ， 叶栅内容 易脱流。N 为轴流泵叶轮的汽蚀余量， 影响汽蚀余 量的主要因素是泵叶轮进口的几何参数。因此在叶片 设计优化时要充分考虑汽蚀余量对水力性能的影响。 结构学科优化模型（ 子问题 2 ） ： 设计变量 b2 ， c2 ， z m2 a2 ， 目标函数 minＲ2 = （ a － a2 ） 2 + （ b － b2 ） 2 + （ c － c2 ） 2 + （ z m － z m2 ） 2 S≤300 0. 6 ≤a2 ≤1. 0 0. 4 ≤b2 ≤0. 55 5. 0 ≤c ≤22. 0 2 1. 0 ≤z m2 ≤1. 5 （3）
［2 ］
（ 2 ） 轮毂比 d / D 从水力性能上看， 减小轮毂比可以增加过流面 ， ， 积 减小水力摩擦损失 有利于汽蚀性能的改善， 但 ， ， 是过分减小轮毂比 会增加叶片的扭曲 降低结构强 度， 而且会过早造成非设计工况液体的流动分离 。 因此需要合理设计找出最佳的轮毂比 。 （ 3 ） 叶片翼型厚度比 h / l 从水力性能上讲， 叶片越薄， 水力性能越好； 但 是叶片过薄， 结构强度要求无法满足。 因此要将上 述两方面综合考虑找出最佳的翼型厚度 。 1. 2 协同优化设计的设计思想 在传统工程设计框架中， 优化计算是在一个优 ［4 － 5 ］ 。针 对 设 计 对 象 的 规 模 越 来 越 化器中进行 的 大， 复杂度越来越高， 协同优化方法提出一种新的设 计思想， 即将复杂的工程设计问题分解为系统级设 计和并行的几个子问题设计， 系统级设计者向各子 问题设计者给出设计向量的期望值， 各子问题设计 者在只考虑本子问题约束的情况下， 使设计向量值 与系统级传递下来的期望值差距最小 。系统级设计 者根据来自各个子问题设计者的返回信息 ， 按照一 定的规则协调子问题的不一致， 同时使得原问题目 标函数最优。协同优化中系统级与子问题之间的关 系如图 1 所示。 协同优化的 2 个重要特点在于： 子问题并行优 化， 系统级协调；各子问题优化保持独立。 协同优化的这 2 个特点在数学上表现为： 原有 的优化设计问题分为两级， 一个系统级优化和并行
低比转速混流式水轮机转轮三维设计与优化的开题报告
低比转速混流式水轮机转轮三维设计与优化的开题报告一、选题的背景和意义混流式水轮机是一种叶轮结构特殊的水轮机，具有节能、稳定和节流等优点，在国内外得到广泛应用。
但是对于低比转速混流式水轮机而言，由于其转速低、通量大、导叶调节范围小等特点，故在设计和优化中面临着许多困难和挑战，因此需要进行深入研究。
二、选题的研究内容及方法研究内容：1.低比转速混流式水轮机转轮参数设计的理论研究。
2.采用计算机辅助设计软件制作低比转速混流式水轮机转轮的三维图形。
3.采用流体动力学仿真软件ANSYS Fluent对低比转速混流式水轮机进行流场数值模拟和分析。
4.利用神经网络和遗传算法对低比转速混流式水轮机转轮进行优化。
选题的研究方法：1.理论分析法。
2.计算机辅助设计法。
3.数值模拟法。
4.优化算法。
三、选题的研究进度安排第一年：1.搜集相关文献、了解国内外发展现状，进行理论研究。
2.采用计算机辅助设计软件制作低比转速混流式水轮机转轮的三维图形。
第二年：1.采用ANSYS Fluent软件对低比转速混流式水轮机进行数值模拟和分析，得到流场数据。
2.进行神经网络和遗传算法对低比转速混流式水轮机转轮进行优化。
第三年：1.对优化后的低比转速混流式水轮机转轮进行实验验证，对比分析。
2.撰写论文，准备答辩。
四、选题的预期目标和应用预期目标：1.研究低比转速混流式水轮机转轮的三维设计和优化方法，提高水轮机的效率和性能。
2.为低比转速混流式水轮机的设计和制造提供科学依据。
应用：为水力发电提供高效、稳定、可靠的水轮机产品，促进水力发电行业的发展。
石板水电站水轮机长短叶片转轮裂纹分析
１６ 第２９卷第４期 ２００６年８月 水电站机电技术
Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｖｏ１．２９ Ｎｏ．４
Ａｕｇ．２００６
石板水电站水轮机长短叶片转轮裂纹分析 乌晓明 （重庆涪陵水利电力勘测设计院，重庆涪陵４０８０００）
摘要：石板水电站装有３台３５ Ｍｗ采用长短叶片转轮的高水头混流式水轮机，机组自１９９７年投入运行以来，水轮 机在空化、磨蚀、效率、运行稳定性方面表现出很好的性能，但转轮叶片出现了裂纹。文章从设计、制造质量和运行角 度，分析了引起裂纹产生的主要原因，并提出防止裂纹的建议。 关键词：高水头混流式水轮机；长短叶片转轮；叶片裂纹 中图分类号：ＴＫ７３０．３ ２３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—５３８７（２００６）０４—００１６—０４
近年来，随着设计制造水平提高和抗磨蚀材料 的应用，我国高水头混流式水轮机运用较多，其中长 短叶片转轮以其运行稳定、抗磨蚀性能好、效率高的 特点，得到较普遍的认可，该项技术已在国内２０余 座电站中得到运用，最高运行水头达到５００ ｍ。 高水头混流式长短叶片转轮，由挪威克瓦纳公 司研制，即在二个长叶片之间加一个短叶片，使叶栅 密度增大，改善了水流流态，减少和避免了回流现 象，使叶片单位面积上的负荷减轻，叶片正面、背面 压力减小，抗汽蚀性能和运行稳定性得到改善。 我国鲁布革电站在２０世纪８０年代，首次采用 了具有长短叶片转轮高水头混流式水轮机，自１９８８ 年投运以来，运行稳定可靠，抗磨蚀性能好，叶片无 裂纹，运行１０年后不需大修。 石板水电站是继鲁布革电站以后，国内首次采 用长短叶片转轮混流式水轮机（Ａ３５１）的新建中型 电站，该电站水轮发电机组于１９９２年订货，１９９７年 ２月首台机组运行发电。电站运行以来，水轮机表 现出较好的运行稳定性和抗磨蚀性能，但转轮叶片 （主要是短叶片）却出现了较严重的裂纹问题。 １ 水轮机运行及转轮叶片裂纹的情况 １．１ 电站概况 石板水电站位于重庆市丰都县境内，是长江右 岸一级支流——龙河梯级电站中的第七级电站，总 装机容量３×３５ ＭＷ＋１×１０ ＭＷ。电站最大水头 ２２９．２ ｍ，最低水头１８１．６ ｍ，额定水头２００ ｍ。河 流多年平均含沙量０．９６５ ｋｇ／ｍ。。 在初设阶段，石板水电站水轮机采用Ｄ５４机 型，１９９２年，涪陵水利电力勘测设计院承担技施设 计任务以后，通过大量的调研和设计优化工作，最终 采用鲁布革电站引进机型，水轮机型号ＨＬＡ３５１一 ＬＪ一２４０，转轮直径２．４ ｍ，采用１５＋１５长、短叶片。 １．２水轮机运行及转轮叶片裂纹的情况 （１）：石板水电站首台３５ ＭＷ机组（１号机）于 １９９７年２月投入运行，在运行２３ １０４ ｈ后，检查发 现１ 长叶片靠下环根部出水边出现１条穿透性裂 纹，长约１００ ｍｍ；在８ 、１６ 短叶片靠上冠根部出 力边上各出现一条长约２００ ｍｍ的穿透性裂纹。 ２号水轮机在运行１０ ７１１ ｈ后，２００２年２月检 查发现在４片短叶片根部出水边上出现５条穿透性 裂纹，长约５０～２００ ｍｍ。 ３号水轮机在运行７５７４ ｈ后，２００２年３月经检 查，在８片短叶片根部出水边上发现９条穿透性裂 纹，最长的达到３００ ｍｍ。 备用转轮于２００３年３月初安装于３号机上，运 行３ ４４３ ｈ后，２００３年１２月经检查发现，在一个短 叶片靠上冠根部出水边出现了长约１５０ ｍｍ的穿透 性裂纹；又运行了３ ９０５ ｈ后，２００５年１月检查发现 原来裂纹发展不大，但另一短叶片靠上冠根部出水 边新增一条长约２００ ｍｍ的穿透性裂纹。 （２）修补情况：自２００２年３月以后，多次对转轮 进行了修补，其中２号、３号机转轮在２００３年曾返 厂修补，但在修补后，经过一段时间运行，裂纹几年 再次在补焊处开裂，最短的运行时间仅１３０ ｈ，这些 裂纹都有恶化的趋势，但新增裂纹很少，只有极个别
1000MW级巨型混流式水轮机水力性能优化
01
CATALOGUE
绪论
研究背景和பைடு நூலகம்义
巨型混流式水轮机在电力工业中的重要地位
随着能源结构的调整和清洁能源的发展，水力发电作为绿色、可再生的能源，具 有巨大的开发潜力。巨型混流式水轮机作为水力发电站的核心设备，其水力性能 的优劣直接关系到发电站的运行效率和成本。
现有研究的不足
出力是指水轮机在单位时间内输出的机 械能，是衡量水轮机功率的重要指标。
混流式水轮机的性能分析
混流式水轮机的性能分析主要包括： 水力效率分析、空化性能分析、汽蚀 性能分析等。
空化性能分析主要通过实验测试和数 值模拟方法，分析水轮机的空化性能 、空化形态等，为水轮机的抗空化设 计提供依据。
水力效率分析主要通过实验测试和数 值模拟方法，分析水轮机的能量转换 效率、损失分布等情况，为水轮机的 优化设计提供依据。
效率预测
通过数值模拟，预测水轮机的水 力效率，分析各部件对整体效率
的影响。
空化性能评估
预测水轮机的空化性能，分析空 化产生的位置和原因，提出改进
措施。
稳定性评估
对水轮机的稳定性进行预测，分 析不稳定的流态和原因，提出改
进建议。
05
CATALOGUE
1000mw级巨型混流式水轮机 的实验研究与性能验证
结果对比
将实验结果与理论预测、数值模拟结果进行对比，分析差异与一致性。
性能验证与结论
性能验证
结合实验结果与对比分析，验证 1000mw级巨型混流式水轮机的水力性 能是否达到设计要求。
VS
结论总结
根据实验结果与验证情况，总结1000mw 级巨型混流式水轮机水力性能的优化效果 ，并指出存在的不足与改进方向。
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高水头长短叶片混流式转轮短叶片的多学科优化转轮是水力机组的核心部件,也是水电运行中最容易受到破坏的部件。
新型转轮需要尽量提高效率,改善空蚀、磨蚀和应力集中等问题以改善整体性能,达到机组安全、经济的运行指标。
带有短叶片的转轮具有高效区较宽、振动小、抗空蚀磨损等优势,发展前景广阔。
在水力机械优化设计过程中,优化中的两个重要的学科是水力性能和结构性能。
为了探索更好的水轮机优化设计路线,缩短研发周期,确保机组稳定、高效运转,本文基于多学科优化设计方法,同时考虑水轮机转轮的水力性能和结构性能,对高水头混流式水轮机转轮短叶片进行多学科优化设计。
本文采用CFD计算与FEM分析相结合的优化流程,以提升转轮整体性能,优化中将包括上冠下环在内的转轮整体考虑进去,以得到与实际更接近的应力分布。
通过采用UG二次开发的Open Grip语言编译程序对叶片几何进行参数化,运用Bezier曲线拟合叶片各截面几何翼型骨线,实现转轮的参数化。
优化自变量为短叶片翼型骨线外形、翼型头部偏移量、翼型相对厚度,约束条件为进出口总压差,优化目标为转轮效率、转轮叶片最低静压值和转轮最大静应力,进行学科间耦合信息传递及各学科的分析,运用NSGA-Ⅱ多目标遗传算法展开全局寻优从而得到最终优化结果。
本文基于NSGA-Ⅱ多目标遗传算法分别对三个工况下的转轮进行优化,再通过超传递近似法对不同几何在三个工况下的优化目标进行加权,对加权目标函数进行比较,最终的优化几何选取大流量工况下优化的几何。
优化后的结果显示,优化后的转轮效率得到提高,最低静压得到提升,最大静应力有所降低,转轮的整
体性能得到了提高,对水轮机转轮短叶片多学科优化设计的工程应用进行了一定的探索。