基于響應(yīng)面法的混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、效率、空化和運(yùn)行穩(wěn)定性是水輪機(jī)的三大性能評價指標(biāo)，而水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片設(shè)計的優(yōu)劣與水輪機(jī)的上述性能有很大的關(guān)系。為了有效提高水輪機(jī)的總體性能，選取何種方法完成水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪優(yōu)化設(shè)計成為水力機(jī)械設(shè)計和研究過程中需要解決的重要問題。
　　 本文以混流式轉(zhuǎn)輪葉片為優(yōu)化設(shè)計對象，以NURBS曲線參數(shù)化技術(shù)為基礎(chǔ)，采用葉片頭部壓力面?zhèn)瓤刂泣c(diǎn)沿葉片法向量變化的參數(shù)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的參數(shù)化表達(dá)；在此基礎(chǔ)上，基于響應(yīng)面法(RSM)安排

2、BBD試驗(yàn)，完成設(shè)計空間采樣，有效降低了試驗(yàn)樣本數(shù)量，大大減少了優(yōu)化設(shè)計中的計算成本；接下來，使用CFD數(shù)值模擬方法對樣本點(diǎn)進(jìn)行全流道定常計算試驗(yàn)；最后，以混流式水輪機(jī)能量性能參數(shù)作為評價指標(biāo)，即以水輪機(jī)效率作為目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)造了二階響應(yīng)面近似模型，通過梯度法對響應(yīng)面的二階多項(xiàng)式函數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)操作。
　　 采用論文提出的優(yōu)化設(shè)計方法對某電站水輪機(jī)葉片進(jìn)行了水力性能優(yōu)化設(shè)計，優(yōu)化后轉(zhuǎn)輪的不僅能量性能相比初始轉(zhuǎn)輪有所提高，而且最低壓力也