基于NSGA-Ⅲ算法的低比转速离心泵多目标优化设计

• 作者: 余跃 李进富 童哲铭 童水光 郝国帅 陈尧
• 来源期刊: 中国机械工程
• 关键词: 离心泵 数值模拟 神经网络 多目标优化 NSGA-Ⅲ算法
• 年，卷（期）: 2020,（18）
• 所属期刊栏目: 智能制造
• 页码范围: 2239-2246
• 页数: 8页
• 分类号: TH311
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2020.18.012

摘要

为提高IJ125-100-400-00型低比转速离心泵的水力性能,采用基于参考点的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)结合近似模型、数值模拟等方法对叶片进行了多目标优化.根据水力损失模型和灵敏度分析结果,选取叶轮出口宽度、叶轮出口直径以及叶轮出口角度3个参数作为设计变量;使用拉丁超立方抽样随机生成了60组设计方案,针对非简化模型进行了数值模拟,得到了对应的外特性值,并建立了高效的BP神经网络近似模型;最终采用NSGA-Ⅲ算法对近似模型进行了多目标寻优,得到了最优设计变量组合.研究结果表明:初始模型的数值模拟结果与实验值具有很好的一致性,两者在额定工况下扬程的绝对误差小于2.14％,;BP神经网络拟合预测效果良好;优化后的离心泵水力效率提高了6.86％,扬程满足设计需求,泵内部流场明显改善.