【摘 要】
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热煤油涡轮泵是超燃冲压发动机膨胀循环系统的核心部件,小流量、高扬程的要求使热煤油离心泵的设计存在很大难点.针对低比转速小流量煤油离心泵,开展数值仿真与优化设计
【机 构】
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国防科学技术大学高超声速冲压发动机技术重点实验室,湖南长沙 410073
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热煤油涡轮泵是超燃冲压发动机膨胀循环系统的核心部件,小流量、高扬程的要求使热煤油离心泵的设计存在很大难点.针对低比转速小流量煤油离心泵,开展数值仿真与优化设计方法研究.通过实验设计方法(DOE)建立样本数据库,进行多轮迭代优化.第一轮迭代取256点,采用RBF 神经网络法建立优化模型,第二、第三次迭代样本数较少,采用二阶多项式响应面法(RFM)建立优化模型,并获得了优化设计方案.运用差分分析方法,获得了离心泵叶轮进出口宽度、叶轮进出口半径、叶片进出口安放角、偏置短叶片进口半径和偏置角等设计变量对离心泵扬程和效率的影响大小关系.通过在Isight 软件上集成Solidwork、Icem、Fluent、以及Vc 等软件,实现了离心泵的参数化建模、网格自动化生成、数值计算自动化等优化流程.第三次迭代计算结果与第二次相差仅1.06％,判断其结果以收敛.分析表明,优化方案使得离心泵扬程比原设计参数时提高了0.321MPa,效率提高了5.49％.
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