[发明专利]提高初生空化性能的水泵叶片厚度设计方法、叶片、叶轮

摘要

本发明公开了一种提高初生空化性能的水泵叶片厚度设计方法、叶片、叶轮，本发明基于从叶片进口边到出口边的厚度分布规律，通过多个厚度控制点，控制从叶片进口边开始的前预定区域内的叶片厚度，并对每一个厚度控制点的厚度值设定一定的可变化范围，在范围内随机生成多个新的叶片厚度规律方案，对每一个方案进行叶轮流域的求解其最低压力值，以叶片表面最低压力值最大为优化目标函数，进行遗传算法的优化和迭代过程，获得抗空化的水泵叶片厚度分布规律或对应的叶轮方案。本发明能减缓水泵运行过程中叶片前缘附近的撞击分离，有效控制流动分离处的压力降，使得水泵的空化初生得到推迟。且本发明对水泵的叶片性能不造成影响。

主权项

1.一种提高初生空化性能的水泵叶片厚度的设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、对于一个水泵叶片，在叶展方向上提取若干个流面，随机选取其中的一个流面作为待优化流面，并获取所述待优化流面沿流动方向上的叶片厚度的分布曲线；S2、在所述待优化流面的预定区域设置若干个厚度控制点，并根据各个所述厚度控制点的位置，利用所述分布曲线确定对应位置处的叶片厚度；S3、对于每一个所述厚度控制点，根据对应位置处的叶片厚度，随机生成预定个数的预定厚度值；S4、取每一个所述厚度控制点以及对应的所述预定厚度值组成所述预定个数的样本组合，其中每个所述样本组合包括每一个所述厚度控制点以及对应的一个所述预定厚度值；S5、对于每个所述样本组合，连接其包含的各个所述厚度控制点，生成沿流动方向的所述预定区域的叶片的三维形状；S6、对于每个所述三维形状对应的叶片，确定其在特定工况下受到的最低压力的平均值；S7、对于每个所述样本组合，将其包含的各个所述预定厚度值进行二进制编码，并根据所述预定厚度值对应的所述厚度控制点的顺序，按照叶片进口边到出口边的顺序，将对应的所述二进制编码进行首尾连接，形成二进制编码串；S8、根据所述步骤S6得到的每个所述三维形状对应的叶片的最低压力的平均值，以所述最低压力的平均值最高为优化目标，以所述二进制编码串为基因序列，以所述预定个数的样本组合为第一代样本，进行优化，得到所述预定个数的优化编码串，将各个所述优化编码串变换为对应的厚度值，并于对应的所述厚度控制点组合得到预定个数的优化得到的样本组合，以所述预定个数的得到的样本组合作为第二代样本，以所述得到的样本组合代替上一次计算使用的样本组合，重复所述步骤S5‑S8进行迭代，直到预设迭代次数，确定最优的样本组合。