[发明专利]一种基于蝙蝠算法和克里金模型的轴流泵叶轮优化方法

权利要求书

1.一种基于蝙蝠算法和克里金模型结合计算流体力学CFD的轴流泵叶轮优化方法，包括以下步骤：

步骤一：确定优化参数和计算域：轴流泵叶轮关键设计参数包括叶轮直径D，翼型弦长L，叶轮轮毂直径d_h，叶弦安放角β_L，叶片数Z，栅距t，冲角Δα决定；在已有的叶轮上优化，因此保持叶轮直径D不变，优化以下参数：翼型弦长L、叶轮轮毂直径d_h、叶弦安放角β_L、叶片数Z、栅距t、冲角Δα；上述优化参数的取值范围即为计算域；

步骤二：采用Matlab软件编写蝙蝠算法，确定蝙蝠种群数量、发射频率、发射率、蝙蝠寻优最大迭代次数i_max；

步骤三：采用随机抽样方式初始化蝙蝠位置，蝙蝠位置即步骤一中所述优化参数的组合，一个蝙蝠的位置代表一个叶轮的设计方案，并确定适应度函数fitness；

步骤四：迭代优化开始，将叶轮参数最新蝙蝠位置导入三维建模软件UGNX10中，建立叶轮水体模型；

步骤五：对步骤四中得到的叶轮水体模型导入三维网格划分软件Gambit2.4.6中进行自动网格划分；

步骤六：将步骤五中得到的叶轮水体网格导入计算流体力学求解器ANSYSCFX中进行定常数值模拟；

步骤七：利用步骤六数值模拟得到的结果，按照蝙蝠算法的评价方法评价蝙蝠位置；

步骤八：判断结果是否大于设定循环次数的0.2倍，若否，则直接更新蝙蝠位置；若是，利用得到的结果建立克里金模型，并结合克里金模型预测的位置更新蝙蝠位置；

步骤九：利用最新的蝙蝠种群判断是否达到迭代停止条件，若是，则停止迭代输出结果；若否，则转至步骤四，继续迭代。

2.根据权利要求1所述的基于蝙蝠算法和克里金模型结合计算流体力学CFD的轴流泵叶轮优化方法，其特征在于，步骤二中蝙蝠算法参数具体设置如下：

蝙蝠种群数量：n＝30；

蝙蝠寻优最大迭代次数：i_max＝1000；

迭代容差：Tor＝10^-4；

发射频率0.2～0.8，其中，最大发射频率、最小发射频率：f_max＝0.2，f_min＝0.8；

发射率：

克里金模型预测项修正系数：C＝0.8；

响度衰减系数：α＝0.8；

发射率增长系数：γ＝0.9。

3.根据权利要求1所述的基于蝙蝠算法和克里金模型结合计算流体力学CFD的轴流泵叶轮优化方法，其特征在于，步骤一中计算域为L∈[650,1200]、β_L∈[20,40]、d_h∈[550,700]、Z∈[3,5]、t∈[850,1450]、Δα∈[0,20]；其中，L为翼型弦长，单位mm；β_L为叶弦安放角，单位°；d_h为叶轮轮毂直径，单位mm；Z为叶片数；t为栅距，单位mm；Δα为冲角，单位°。