排灌机械工程学报

作者：雷刚*,徐雪汉,谭巍,杨联林,王虎银

单位：重庆理工大学车辆工程学院, 重庆 400054

关键词：汽车冷却水泵,半开式叶轮,能量损失,STARCCM+软件,MATLAB遗传算法工具箱

基金：重庆市重点产业共性关键技术创新专项重点研发项目(cstc2017zdcy-zdyfX0020)

为解决汽车冷却水泵叶轮在设计优化中存在设计周期长、优化方法不明确等问题,基于离心泵设计与计算流体动力学(CFD)理论,设计一种半开式叶轮并进行优化.首先确定叶轮各项结构参数并通过三维建模软件CATIA V5对水泵进行实体的初步建模,然后利用CFD计算软件STARCCM+对水泵设计模型进行性能仿真分析,得到水泵截面的绝对压力云图、相对速度矢量图以及湍动能分布图,最后通过MATLAB遗传算法工具箱以水泵总的能量损失最小为目标对叶轮进出口宽度、进出口直径、进出口角度等主要结构参数进行优化,从而得到水泵叶轮最佳设计参数.研究结果表明:通过对多个工况点下优化前后冷却水泵性能仿真对比,MATLAB遗传算法工具箱在对水泵的优化过程中起到重要的作用,在寻找叶轮结构参数最优组合具有明显优越性,且结果合理可靠,经叶轮优化后的水泵性能优良,额定工况下水泵效率提高了2.3%.

来源：2022年第9期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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