[发明专利]一种离心泵叶轮的参数体系建立方法

说明书

本发明公开了离心泵叶轮技术领域的一种离心泵叶轮的参数体系建立方法，旨在解决现有技术中离心泵叶轮的参数体系变量多，优化算法运行效率低，系统鲁棒性差的技术问题，包括：以层级结构建立参数体系；对参数体系建立协联关系；对参数体系建立通用约束关系；根据优化问题本身对参数体系增加辅助约束。本发明通过构建具有框架层级结构参数体系，每一个几何特征，其对应的自由参数都从属于特定的层级；通过对参数体系建立协联关系和约束关系，第一可以降低参数空间的维度和范围，指数级提高优化系统的工作效率；第二可以剔除大部分不合理的结合参数组合，保证优化系统的反馈机制能够稳定的运行，提升优化系统的鲁棒性和系统的运行效率。

技术领域

本发明属于离心泵叶轮技术领域，具体涉及一种离心泵叶轮的参数体系建立方法。

背景技术

叶轮机械，如汽轮机、水轮机、叶片泵、空气压缩机、风机等，是农业、工业等领域中广泛使用的动力转换设备，对国民经济的发展、生活水平的提高起着重要的作用。

叶片泵中，尤以离心泵的应用最为广泛。在化工、建筑、钢铁冶金、市政、建筑给排水、供热、农业、水利工程、消防等行业都不可或缺。虽然在各行各业中使用已久，但从水泵的现有发展水平来看，仍然有很多工作亟待展开。例如，研究优秀水力模型的特性特点，提高现有模型的效率、运行稳定性、寿命等。这其中绝大多数问题，可以用优化问题的思路建立数学模型来尝试解决。

现有的离心泵参数化体系多采用几何尺寸的方式定义，这种体系主要是以三维建模的需求建立的，但对于优化问题来说，这样的体系由于变量数量多，导致优化算法运行效率低甚至失效。此外，由于参数之间约束关系不明确，在寻优空间中出现了大范围的无意义区域，这可能直接导致优化问题的求解过程崩溃。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离心泵叶轮的参数体系建立方法，以解决现有技术中离心泵叶轮的参数体系变量多，优化算法运行效率低，系统鲁棒性差的技术问题。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种离心泵叶轮的参数体系建立方法，包括：以层级结构建立参数体系；对参数体系建立协联关系；对参数体系建立通用约束关系；根据优化问题本身对参数体系增加辅助约束。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

(1)本发明通过构建具有框架层级结构参数体系，每一个几何特征，其对应的自由参数都从属于特定的层级；这样处理，能够使得后续优化系统在应对连续型变量和离散型变量时能够以分支结构进行；大大方便了优化系统的架构设计；

(2)本发明通过对参数体系建立协联关系和约束关系，第一可以降低参数空间的维度和范围，指数级提高优化系统的工作效率；第二可以剔除大部分不合理的结合参数组合，保证优化系统的反馈机制能够稳定的运行，提升优化系统的鲁棒性；

(3)使用带有框架层级结构的参数体系，能够在探索参数空间时，使用迭代式的处理步骤；从而降低优化系统完成一次任务所消耗的时间；提高了系统的运行效率。

附图说明

图1是本发明所述的参数系统总表；

图2是后盖板型线的参数化示意图，后盖板型线的几何拓扑定义为四次贝塞尔曲线，具有五个控制点，共10个独立参数；

图3是前盖板型线的参数化示意图，前盖板型线的几何拓扑定义为四次贝塞尔曲线，具有五个控制点，共10个独立参数；

图4是进口边型线的参数化示意图，进口边型线的几何拓扑定义为四次贝塞尔曲线，具有五个控制点，共10个独立参数；

图5是前盖板流面上的包角控制曲线，横坐标是无量纲化的子午面流线长度(当前位置子午面流线长度除以总长度)，共8个独立参数；