矿用对旋式轴流通风机扩散器结构多目标优化设计

以矿用对旋式轴流通风机为研究对象,应用粒子群优化算法对其扩散器结构设计参数进行了优化。首先,应用实验设计方法研究了通风机扩散器结构设计参数与通风机全压及效率之间的关系。研究结果表明:随着扩散器芯筒尾部半径R1的增大,通风机全压会先降低而后增高;通风机全压随着扩散器出口截面半径R2的增大而减小,随扩散器长度L1的增大而增大。通风机效率随R1、L1的增大而增大,随R2的增大而减小,且L1对通风机效率的影响最为显著。然后,以通风机全压及效率为优化目标,以扩散器结构设计参数为设计变量,应用粒子群优化算法对其进行多目标优化。

轴流风机叶型自动优化设计

将遗传算法与流场正问题计算相结合,构造轴流风机叶型自动优化设计软件。利用遗传算法可并行特质,实现局域网多CPU并行优化,大幅度缩短寻优耗时。应用所研制的软件,对一低压轴流风机5个型面进行优化设计、沿径向积叠构成三维叶片,并运用NUMECA软件对设计叶轮进行数值验算。结果表明:优化叶轮基本达到给定压升、流量并具有较高的全压效率和较大的稳定工作裕度。

对旋式轴流风机的轮毂结构优化设计研究

结合对旋式轴流风机的结构特点 ,在流动为不可压、等环量流型及进出口流速为轴向的假设下 ,通过基元平面叶栅理论 ,建立了对旋式轴流风机的优化模型 ,用混合罚函数法求解了优化结果 ,实例表明优化结果能为选择设计合理的对旋式轴流风机轮毂参数提供依据。

轴流通风机翼型的优化设计研究

将二维N -S方程流场分析程序和序列二次规划结合起来 ,发展了一种轴流通风机翼型设计方法 ,用以提高翼型的气动性能 ,达到节能目的。由N -S方程计算得到的升力、阻力等气动参数构成目标函数 ,数值优化程序对其进行最优化。设计实例表明 ,本文发展的方法设计质量高 ,所需机时少 ,易于实施 ,有较大的工程应用价值。

对旋风机电动机变极调速控制与节能分析

针对对旋风机大流量运行时后级电机轻载运行效率过低,而小流量运行时后级电机功率增大甚至过载的问题,采用电动机变极调速的方法,仿真分析获得各转速配合的风机及叶轮的全压升、效率和轴功率特性,给出高效率运行范围。采用对称轴线法设计一款单绕组双速三相异步电动机,其基波绕组系数在6极时为0. 925,8极时为0. 945,其额定效率在6极时为89. 0%,8极时为90. 7%,性能指标满足风机叶轮驱动要求。最后,分析对旋风机电动机变极调速节能原理,给出相应的控制方法。该方法控制简单,不明显增加投入,最高可节能50%以上。

基于参数化建模的动调轴流风机后导叶DOE优化

基于AutoBlade平台对R+S级动调轴流风机进行参数化,以后导叶出口气流角及弦长为优化变量,总效率和静压压比为优化目标,完成了气动设计后的R+S级动调轴流风机的三维DOE优化。原有的气动设计时的DOE优化方法,将轴流风机数值最优化方法与正问题流场计算相结合的DOE优化方法,能够实现多变量组合优化设计,实现二次流损失的有效控制。优化目标全压效率和静压压升分别提高了1.97%和0.056,并得到优化后的最优叶型。

高效节能低噪风扇优化设计

根据扭曲风叶成型原理和叶栅理论,推导出扭曲风叶风扇气动设计计算方法,分析叶轮结构与其气动性能参数的内在关系,编制成风扇优化设计软件. 通过该软件得到了用户需要的座舱风扇的扇叶几何图形及气动特性曲线,并与实测的数据相比较。

单叶轮级轴流通风机流型的优化设计

在建立流动控制方法的前提下，提出了求解单叶轮级轴流风机高效最优化流型的数学模型。采用ＳＵＭＴ算法，将有控制约束的最优化问题转化为求罚函数的无约束极小值问题。结果表明，采用流型优化的设计方法可使风机获得较高的效率和良好的气动性能。该方法用于实用设计是可行的。

工业用无氟空调机中单叶轮轴流风机的低噪声优化设计

针对工业用无氟空调机上单级轴流风机的特点，根据Ｔ．Ｆｕｋａｎｏ提出的低压轴流风机声功率模型，分析影响噪声及气动性能的主要参数，提出相应的最优控制约束条件，并建立以组合流型参数为控制变量，以声功率为目标函数的气动优化设计数学模型。用优化设计中的罚函数法进行求解，得出流型、扩压因子和叶轮出口轴向速度的变化规律，经实验验证，该方法具有明显的降噪效果，可直接应用于工程设计。

一种基于ICEM的轴流风机设计优化方法

采用基本翼型参数化设计方法对风机叶片进行设计,并基于ICEM所提供的rpl文件接口以及程序录制功能实现轴流风机结构三维模型参数化建模与结构化网格划分功能。保证建模过程中可以对风机叶型、叶片数,叶片倾斜角度等进行相应的更改。在此基础上,开发“轴流风机设计优化应用程序”,该程序包含相应的设计模块、优化模块和定制模块,保证可以通过输入的设计参数和优化参数等对轴流风机进行自动的设计优化。

大功率机车用轴流冷却风机叶轮气动性能优化

本文基于人工神经网络代理模型对某大功率机车用轴流冷却风机叶轮进行优化设计。采用S-A湍流模型和求解三维雷诺平均N-S方程分析叶轮内部流动,以叶片中弧线进口角、出口角和叶片的安装角为设计变量,优化目标函数选择效率和静压升。设计点采用随机离散层取样方式,在几何参数的设计范围内生成样本并进行三维流动分析,以得到目标函数的模拟值;取不同自出参数可变范围,多次优化。优化设计结果与原始模型相比提高效率1.5%,静压升提高87Pa,其非设计点性能也均有所提高,满足设计需要。

完全可逆轴流风机的设计与优化

针对可逆轴流风机S型叶片正反向运行损失较大,效率难以大幅度提高的问题,本文分析了组合叶栅相对于S型叶片的优势,采用组合叶栅的构想设计组合叶片可逆风机;采用可控涡扭向规律的设计方法设计出高效轴流风机单转子;为了探索可逆风机组合叶片设计中前后排叶片的相对位置对风机总性能的影响,对组合叶片设计进行了基于不同轴向和周向位置的布局探索,共建立了16套不同的转子模型,并进行详细的数值计算和分析对比,得出了可逆风机组合叶片设计前后排叶片布局的最佳方案,最终得到的完全可逆风机的性能满足要求,正反风效率均在85%以上,同时,由于前后排叶片的完全对称布置,保证了风机正反风性能的完全可逆性。

基于CFD的网带式烘干机的优化设计

为了解决网带式烘干机内部气流分布不均匀,从而导致物料干燥不均匀的问题。本文使用计算流体力学CFD软件,对网带式烘干机内部的气流速度场进行模拟研究。模拟结果是风机转速为1050 r/min时烘干机内部气流分布较合理,之后再通过调节风机的转速及风机叶片数,对不同轴流风机参数下烘干机内部的气流进行模拟分析,模拟出烘干机内物料表面各处风速,与实际生产相对比,得出10叶片的轴流风机干燥效果最好。

发动机轴流冷却风扇设计与流场测量

经过分析轴流风机翼型进出口速度三角形,阐明散热器作为前置平板导叶的发动机风扇流动特征。在研制465Q型发动机轴流风扇及发动机冷却系统仿真试验台基础上,通过调节8种风扇转速,测取了风扇轴功率、散热器正面和背面各15测点静压强及护风圈8测点总压强和静压强,经过计算获得了变转速风扇进气边和护风圈出口端速度分布。拟合出n-qv(转速-风量)、n-Pa(转速-轴功率)等经验公式,得出发动机轴流风扇变转速风量和轴功率近似满足相似理论比例定律等结论。

轴流通风机最佳结构设计与技术细节处理

提出了轴流通风机最佳结构设计问题,着重对产品结构型式合理化和技术细节处理规范化进行了论述。

对旋式轴流通风机气动设计的工程方法

论述了对旋式轴流通风机气动设计的工程方法——判据优化法;给出了设计计算的主要关系式;阐述了设计计算应遵循的原则、方法和步骤;以№14矿用对旋式主轴流通风机为例,将设计结果和试验结果进行了对比,二者的一致性表明,判据优化作为一种工程设计方法是简易、实用、可行的。

基于航空技术的轴流风机CFD智能仿真优化

利用航空技术对空调用轴流风机进行CFD仿真,建立了可灵活快速变形的轴流风机参数化模型,通过研究不同转速、风量、压力等工况条件下不同风机设计参数对轴流风机性能的影响,形成了一套适用于实际生产设计场景中的轴流风机智能优化平台,并对某型号风机在22000m3/h流量的工况下的性能进行优化设计。优化后模型效率提升明显,其静压效率由35.3%提高至40.8%,全压效率由59.6%提高至65.7%。

基于深度强化学习的轴流式通风机流型优化应用研究

随着机器学习方法的深入研究,其应用范围越来越广,在风机方面的应用也越来越得到关注。本文采用深度确定性策略梯度算法建立了一种轴流式通风机流型优化设计方法,运用该方法对某轴流式通风机进行优化设计,并通过数值模拟对比优化前后的风机的气动性能。结果表明,在大部分工况下,优化后的风机效率均有明显提升,说明机器学习方法用于轴流式通风机的优化设计是可行的,这为风机的优化设计提供了一种新的途径。

散热轴流风扇用翼型改型优化设计

翼型是影响轴流风扇气动性能的关键因素,良好的翼型能获得更佳效率的风扇,从而减小耗电量。首先采用Profili软件对NACA4412航空翼型进行提高升阻比的改型优化设计,得到了一种新的适用于散热轴流风扇的高性能翼型NACA4412-MOD。然后通过数值仿真对新旧翼型进行气动性能计算。结果显示,在给定的雷诺数条件下,迎角相同时,比原翼型相比,新翼型的升力系数更大,阻力基本不变或略有增加,升阻比提高明显,并且维持高升阻比的迎角范围更广。

基于模糊集理论轴流风机多工况优化研究

针对轴流风机需具有较宽的平稳运行工况范围要求,在模糊集理论的基础上讨论一种多工况数值优化方法,以多个工况下的加权平均全压及效率为优化目标函数,采用模糊关系矩阵确定权重因子。运用拉丁超立方实验设计方法结合CFD数值计算生成设计空间样本点,通过多目标优化算法对建立的Kriging近似模型进行寻优。此方法用于一低压轴流风机的三维多工况优化设计结果表明:优化后风机平稳工况范围加大,最大效率提高幅度为3.7%,最大全压相对增加9.6%,取得较好的优化效果。