离心泵蜗壳拓扑优化设计方法研究

• 作者: 徐胜利 张辉 金婷婷 杨成立 周演
• 来源期刊: 排灌机械工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 离心泵蜗壳 拓扑优化 设计方法 OpenFOAM 连续伴随法
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 泵理论与技术
• 页码范围: 115-121
• 页数: 7页
• 分类号: TK72
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-8530.20.0325

摘要

为了提高离心泵的水力性能,采用拓扑优化方法对离心泵蜗壳进行拓扑优化设计,建立了优化数学模型,优化目标函数为最小化流体的总压损失,约束条件为流体域的体积约束.基于OpenFOAM,编制了优化问题分析和求解程序,通过连续伴随法求得目标函数对设计变量的灵敏度,采用移动渐近线法(MMA)求解优化问题.二维蜗壳优化结果表明,提出的蜗壳拓扑优化方法能够获得蜗壳优化设计方案,得出的蜗壳结构与用传统设计方法设计出的蜗壳结构十分接近,且拓扑优化方法下的蜗壳流场内总压损失更小,特别是在传统蜗壳设计方法不适用的情况下,该方法能够自动获得蜗壳构型.研究结果对于拓展离心泵优化设计方案具有一定的借鉴价值.