三通道特斯拉阀门结构设计与优化

作者：刘海洋; 张钲浩; 李广超^*; 王森; 马佳

来源：轻工机械, 2020, 38(03): 59-64.

• 特斯拉阀门
• 三通道结构
• Kriging代理模型
• 粒子群算法
• 计算流体动力学

针对现有特斯拉阀门仅有2个端口,无法将因逆压超过临界值而回流的流体排出,进而影响前级机械部件正常工作的问题,课题组提出了一种三通道特斯拉阀门,并对其进行结构优化。首先结合流场仿真分析此结构的设计原理,提出了影响工作效率的变量;然后使用Kriging代理模型构建设计变量与目标变量之间关系的响应面,运用粒子群算法(PSO)实现对总目标函数的寻优,完成了三通道阀门多目标优化设计;最后利用CFD软件完成对优化结果进行验证。结果表明:半径参数是影响效率的重要因素,响应面拟合效果良好,优化后入口静压降低6. 85%,流量比降低10. 56%,阀门工作效率有所提高。优化后的结构可改善倒吸回流状况,且无可动部件,便于加工和使用。

• 单位
  沈阳航空航天大学