排灌机械工程学报

作者：刘栋, 席晨晨, 宋涛, 杨嵩

单位：1. 江苏大学能源与动力工程学院, 江苏 镇江 212013;2. 中国科学院上海应用物理研究所, 上海 201800

关键词：热水循环泵,水力性能,机器学习,遗传算法

基金：江苏省政策引导类计划项目(BZ2020078)体机械及动力装置内部流动研究

为了提高热水循环泵的水力性能,以YGB型热水循环泵的水力效率和扬程为优化目标,采用Plackett-Burman试验设计方法筛选出对优化目标影响显著的变量,分别为叶轮出口宽度、叶片包角、叶片出口安放角.对比了3种机器学习预测模型的准确度,并基于XGBoost算法建立叶轮结构参数和水力性能指标的近似模型.基于此近似模型,分别采用二代和三代遗传算法进行寻优,采用映射法选取折中解作为优化模型,优化后在设计工况下模型泵的水力效率提高了3.20个百分点.通过对比优化前后热水循环泵内部流场的数值计算结果,发现由于优化后叶轮流道变长且扩散度降低,叶轮尾部及工作面的湍动能高耗散区得到控制,流动损失减小.基于熵产理论对叶轮展向的局部熵产分布进行探究,优化后的叶片尾部及中部附近高熵产区域的面积明显减小,在设计工况下,叶轮及蜗壳内熵产较原模型分别降低了7.84%和5.58%.

来源：2026年第4期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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