cfturbo叶轮设计教程

《cfturbo叶轮设计教程》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、目录1.优化设计系统技术方案简介2.支撑软件介绍3.设计优化案例分享4.小结2优化设计系统技术方案简介一键集成系统分析网格生成CFD/FEM仿真软件Flowmaster，ICEM-CFD,TurboGrid,PumpLinx,ANSYS-CFX,KULI,……Pointwise,Gambit,…StarCCM+,CFdesign,…参数化设计设计、仿真、优化、®生产制造CFturbo制造一体化CAD快速样机成型,Catia,SolidWorks,UG-NX,验证ProE,BladeGen,…优点：减少对工程师设计经验的依赖，缩短设计周期，提3高达到设计目标的可能性。支撑软件介绍三维

2、设计软件：Cfturbo数值分析软件：PumpLinxAnsys-Turbogrid、ICEM-CFD、Ansys-CFX、Ansys-Fluent优化集成软件：Isight、OptiSLang4初始设计优化后成品设计软件CFturbo流量、压头、转速设计点参数流体介质入口边界条件实CFturbo®现连续性方程模动量方程型1.基本的流体方程速度三角形……参2.经验函数大量实际设计经验数用户自身设计经验化5仿真软件网格划分数值模拟外特性曲线6优化软件明确设计目标概念设计目标（因变量）：产品的建立设计流程建立一体化设计系统某一特性，如效率、压升构建探索方案选择探索方案等改变输入文件

3、的设计变量约束：在满足某些参数要分析仿真求下，达到目标值最优仿真迭代分析获得输出文件的目标变量参数（自变量）：影响目标值的一些设计参数，如满足设计N包角，安放角，叶片数，要求叶轮进、出口直径等做出方案决策Y最终设计方案7优化设计系统建立目标函数与设计参数之间的关系CfturboPumpLinx提取目标函数三维设计数值模拟8燃油系统-泵仿真集成接口开发三维CFD计算泵PQ一维热流体仿真评估系曲线统性能一维三维仿真数据接口一维三维仿真集成—接口功能通过接口软件对离心泵的性能参数进行管理。通过接口软件将泵的性能参数传递到Flowmaster数据库中。通过接口软件将泵的性能参数直接

4、赋值到相应的泵设备中。从三维CFD仿真泵的性能参数到Flowmaster泵元件设置的一键切换。一、离心泵优化1、用CFturbo®进行初始设计设计参数：•离心/混流/轴流泵叶轮设计•流量：200m³/h；•扬程：45m；•转速：2500RPM•蜗壳设计•介质：20℃清水11一、离心泵优化2、数值模拟网格结果12一、离心泵优化3、优化定义目标：提高额定工况下离心泵效率约束：扬程≥45m叶轮直径≤0.25m参数：1.叶轮主要外形尺寸：•吸入口直径•叶轮出口直径•叶轮出口宽度2.子午面形状：•前盖板型线•后盖板型线3.叶片形状：•叶片进口位置•叶片包角13•叶片出口角一、离心泵

5、优化4、优化策略•遗传算法（GA,GeneticAlgorithm）是Holland在60年代提出的，主要借助生物进化过程中“适者生存”的规律，模仿生物进化过程中的遗传繁殖机制，对优化问题解空间的个体进行编码（二进制或其他进制），然后对编码后的个体种群进行遗传操作（如：选择、交叉、变异等），通过迭代从新种群中寻找含有最优解或较优解的组合。14一、离心泵优化5、优化策略•序列二次规划算法的基本思想是在初始点处将非线性规划问题的目标函数和约束条件展开为泰勒级数，其中目标函数展开为泰勒级数时取至二次项，而约束条件函数展开为泰勒级数时取至一次项，略去其余的高次项，这样就把一个非线性规划问题转

6、化为一个二次规划问题。15一、离心泵优化6、优化结果分析1.在满足扬程的约束下，经过323次迭代，额定点效率提高到85.21%，提高了1.56%；2.离心泵的扬程和效率曲线都在原来基础上有所提高，各工况点，扬程提高了5m以上，效率提高在2%左右。16一、离心泵优化参数变化范围优化前优化后吸入口直径0.128~0.1400.1340.12896叶轮直径0.240~0.2500.2450.24772叶轮出口宽度0.0215~0.02350.02250.022563前盖板X0.75~10.850490.96311型线Y0~0.100.042959后盖板X0.75~10.874250.756

7、04型线Y0~0.100.018489叶轮前缘位置0.1~0.30.250.14724叶轮包角110°~130°118.7123.7叶轮出口角18°~24°20.319.0317一维三维仿真集成—一键赋值操作步骤1.接口软件创建新泵，指定泵名称。2.Flowmaster软件中创建Network，对其中的离心泵进行命名，要求Network中的离心泵名称和接口软件中的泵名称对应。3.点击“Flowmaster模型列表”，刷新出Flowmaster中的项目目录，