[发明专利]泵喷推进器多目标快速优化设计方法

摘要

本发明提供了一种泵喷推进器多目标快速优化设计方法包括以下步骤确定叶轮叶片进出口载荷数值；建立叶轮和导叶叶片载荷的参数化设计模型；采用遗传优化算法完成设计变量全局的快速搜索，生成不同叶片载荷分布的设计样本；采用三元反问题设计方法完成叶轮叶片的设计，并将叶轮出口速度作为导叶进口边界条件完成导叶与叶轮的匹配设计；导管外部型线采用水动力性能较好的翼型结构，导管内部型线采用直线结构来保证泵喷内部过流断面的通畅性；完成泵喷推进器设计样本水动力性能计算，量化效率和空化性能指标；选择最优设计样本；借助模型试验方法完成最优设计样本的性能测试，验证设计结果的有效性。本发明完成人力难以完成的优化设计工作。

主权项

一种泵喷推进器多目标快速优化设计方法，其特征在于包括以下步骤：a.根据目标泵喷水推进器的流量、扬程、转速进出口尺寸以及扬程的定义式，确定叶轮叶片进出口载荷数值；b.以叶轮叶片进出口载荷数值作为叶片的设计变量，建立叶轮和导叶叶片载荷的参数化设计模型；c.基于叶轮和导叶叶片载荷的参数化模型确定的样本设计变量，采用遗传优化算法完成设计变量全局的快速搜索，生成不同叶片载荷分布的设计样本；d.采用三元反问题设计方法完成叶轮叶片的设计，并将叶轮出口速度作为导叶进口边界条件完成导叶与叶轮的匹配设计；e.导管外部型线采用水动力性能较好的翼型结构，导管内部型线采用直线结构来保证泵喷内部过流断面的通畅性，进而完成泵喷推进器整体样本设计；f.采用计算流体力学方法，在考虑水流粘性作用的条件下，完成泵喷推进器设计样本水动力性能计算，量化效率和空化性能指标；g.采用响应面模型分析设计变量和泵喷性能之间的关系，并分析设计变量之间的相关性和敏感性以及选择最优设计样本；h.借助模型试验方法完成最优设计样本的性能测试，验证设计结果的有效性。