液环真空泵叶轮与壳体型线的协同优化

为研究液环泵叶轮与壳体型线对其性能的耦合影响关系,采用高阶Bezier曲线和直接自由曲面变形(DFFD)方法对叶轮及壳体型线进行参数化控制,根据拉丁超立方(LHS)抽样方法,建立液环泵叶轮和壳体型线参数与真空度和效率间的径向基函数(RBF)代理模型,基于NSGA-Ⅱ算法实现液环泵叶轮和壳体型线耦合多目标优化。结果表明:叶轮与壳体耦合多目标优化得到的模型K(真空度最优模型)的真空度提高了11.2%,模型J(效率最优模型)的效率提高了4.1%;叶片包角的增大和扩张的吸气段壳体型线有助于提高泵的进口真空度,出口安放角的增大、收缩的吸气段型线以及扩张的排气段型线可降低泵内水力损失,提升效率;叶轮与壳体型线的耦合优化效果明显优于独立优化;在相同代理模型条件下,叶轮与壳体的分步优化与耦合优化结果基本一致。