近海废弃物打捞装置流场分析与优化研究

作者：王春; 闫纪媛; 杨福芹; 何燕^*

来源：机电工程, 2022, 39(02): 158-165.

• 打捞装置
• 流场分析与优化
• 联合仿真模型
• Kriging近似模型
• NSGA-Ⅱ算法
• 多目标优化

针对近海废弃物打捞装置吸取效率低下的问题,研究了不同航速、不同吸取口水下深度对吸取单元吸取速度及吸取压力的影响。采用SolidWorks三维软件,建立了近海废弃物打捞装置吸取单元吸取口数值计算模型,并基于Workbench-Fluent模块,对吸取单元内部流场进行了数值模拟仿真分析;基于Kriging近似模型,建立了吸取口工况参数与吸取速度、吸取压力之间的映射关系;最后,联合NSGA-Ⅱ算法对吸取口进行了多目标优化,寻求了打捞装置的最佳工况参数。研究结果表明:随着航速的增大,吸取单元的吸取速度和吸取压力增大;吸取口的水下深度由50 mm增加到150 mm的过程中,吸取单元的吸取速度和吸取压力随之增大;当航速v=9.79 m/s,吸取口水下深度h=102 mm时,吸取单元的吸取速度提高12.3%,吸取压力提高13.2%,打捞装置工作效率提高明显。

• 单位
  青岛科技大学; 机电工程学院