平进口喷水推进器进水流道多目标优化设计

作者：黄仁芳; 王一伟; 罗先武; 王凯亮

来源：华中科技大学学报(自然科学版)科技大学, 2021, 49(10): 109-114.

DOI：10.13245/j.hust.211018

• 进水流道
• 喷水推进
• 平进口式
• 多目标优化
• 优化设计

为了提高喷水推进器进水流道的水力性能并考虑空化性能,以水力效率、出流不均匀度和垂直度为优化目标,以进水流道内压力最小值为约束条件,对平进口式进水流道开展了多目标优化设计.采用参数化设计方法对进水流道进行三维建模,通过优化拉丁超立方试验设计方法生成75组样本,通过Kriging模型建立了设计变量与优化目标之间的近似模型,采用NSGA-II(改进的非支配排序遗传)算法在设计空间内进行全局寻优.敏感度分析结果表明:流道进口长度、水平直管段长度、下侧倾斜直管段的长度对优化目标的影响最大.与初始设计相比,在进速比为0.7时,优化后进水流道的不均匀度为0.188、垂直度为87.84°、水力效率为94.58%;优化后的进水流道对不同进速比都具有较好的适应性.

• 单位
  中国科学院力学研究所; 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室; 清华大学