基于Pointer算法群的混流式水輪機轉(zhuǎn)輪多工況優(yōu)化.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對電能質(zhì)量和可靠性的要求越來越高，設(shè)計出總體性能較高、能在較大的工況范圍內(nèi)高效、可靠運行的水輪機，是水輪機研究者們所面臨的重要課題。本文較為系統(tǒng)地開展了混流式水輪機轉(zhuǎn)輪的多工況優(yōu)化設(shè)計研究，完成的主要工作有：
　　 論文針對混流式水輪機轉(zhuǎn)輪葉片特點，采用UGgrip語言完成了葉片幾何參數(shù)化編程，能更好地實現(xiàn)參數(shù)化程序與實體建模之間的銜接，基于Pointer算法群進行優(yōu)化搜索，可以根據(jù)優(yōu)

2、化的對象及狀態(tài)自動調(diào)整優(yōu)化算法從而加速優(yōu)化進程。并借助于CFD流體分析軟件和網(wǎng)格劃分程序，將葉片幾何參數(shù)化程序、自動網(wǎng)格劃分技術(shù)、CFD數(shù)值計算方法以及Pointer優(yōu)化算法進行集成，建立了水輪機多工況多目標自動優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)。
　　 基于所開發(fā)的自動優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)，以額定工況下的效率和最低壓力為目標函數(shù)，進行了額定工況下的混流式水輪機轉(zhuǎn)輪優(yōu)化設(shè)計，優(yōu)化所獲得的新轉(zhuǎn)輪在額定工況下的效率和空化性能得到明顯提升，但存在另外兩個非額定工況

3、下性能下降的問題。
　　 針對單工況優(yōu)化存在非額定工況點性能下降的問題，論文采用加權(quán)目標函數(shù)法實現(xiàn)多工況優(yōu)化，在優(yōu)化過程中對每個個體進行性能預(yù)估時，通過CFD計算得到了每個個體在三個工況下的能量性能和空化性能，然后對三個工況下的計算結(jié)果進行加權(quán)處理，優(yōu)化的目標函數(shù)為加權(quán)后的效率及空化值，結(jié)果顯示雖然額定工況下轉(zhuǎn)輪性能提升幅度較小，但在各工況下性能均有提升。
　　 在此基礎(chǔ)上，又將三個工況下效率及空化值以及各自的加權(quán)值都作