排灌机械工程学报

作者：徐胜利*,张辉,金婷婷,杨成立,周演

单位：1. 大连理工大学能源与动力学院, 辽宁 大连 116024; 2. 上海电气燃气轮机有限公司, 上海 200240; 3. 大连理工大学工程力学系, 辽宁 大连 116024

关键词：离心泵蜗壳,拓扑优化,设计方法,OpenFOAM,连续伴随法

基金：国家重点研发计划项目(2018YFB0606104);国家自然科学基金资助项目(51875077)

为了提高离心泵的水力性能,采用拓扑优化方法对离心泵蜗壳进行拓扑优化设计,建立了优化数学模型,优化目标函数为最小化流体的总压损失,约束条件为流体域的体积约束.基于OpenFOAM,编制了优化问题分析和求解程序,通过连续伴随法求得目标函数对设计变量的灵敏度,采用移动渐近线法(MMA)求解优化问题.二维蜗壳优化结果表明,提出的蜗壳拓扑优化方法能够获得蜗壳优化设计方案,得出的蜗壳结构与用传统设计方法设计出的蜗壳结构十分接近,且拓扑优化方法下的蜗壳流场内总压损失更小,特别是在传统蜗壳设计方法不适用的情况下,该方法能够自动获得蜗壳构型.研究结果对于拓展离心泵优化设计方案具有一定的借鉴价值.

来源：2022年第2期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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