水轮机转轮水力性能多工况自动优化设计关键技术研究

项目名称： 水轮机转轮水力性能多工况自动优化设计关键技术研究

项目编号： No.50979091

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 郭鹏程

作者单位： 西安理工大学

项目金额： 38万元

中文摘要： 借鉴并发展飞行器及叶轮机械气动自动优化设计的研究成果，将数值优化技术与高保真度的流场CFD分析技术相结合，开展水轮机转轮水力性能多工况自动优化设计技术研究。针对转轮几何复杂的特点，利用叶片角和叶片角坐标间的关系进行叶片描述，实现用较少的变量个数完成对转轮几何形状的间接参数化；鉴于优化过程中基于CFD分析的水力性能预估计算耗时过长的缺点，引入近似技术，建立设计变量和设计目标间的响应，达到计算成本与精度的折衷，实现合理优化模型；综合采用NSGA-II算法和超传递近似法的模糊评价技术，发展一种多目标优化过程中各个目标权重分配更为合理的求解方法。通过上述关键技术的解决，建立由数学过程替代设计人员经验、CFD分析模型替代经验公式为特征的水轮机转轮水力性能多工况自动优化设计体系和程序，并执行设计成果的试验验证。所取得的研究成果能为设计出具有总体性能较高和稳定运行范围宽广的水轮机而奠定基础。

中文关键词： 水轮机；多工况；多学科；自动优化设计；近似技术

英文摘要：

英文关键词： Hydraulic turbine；Multipoint；Multidisciplinary；Automatic optimum design；Approximation technical