[发明专利]一种基于最速下降法的离心风机叶型优化方法

说明书

本发明公开了一种基于最速下降法的离心风机叶型优化方法，包括以下步骤：S1：确定原始模型优化参数；S2：确定S1中优化参数所对应的优化步长，并且通过优化步长对原始模型调整后获得调整模型；S3：设定幅值和约束条件；S4：确定优化目标；S5：对调整模型进行仿真：利用CFD方法和软件对原始模型和经过优化步长调整的模型进行仿真；S6：对S5仿真结果进行微分；S7：确定优化模型；S8：进行验证。本发明将最速下降法和离心风机的叶型优化结合起来，在生产实践中帮助风机设计人员精确有效的设计出更符合实际工作需要的风机叶型对提高风机的整体性能和节能降耗具有重要意义。

技术领域

本发明属于离心风机技术领域，尤其是涉及一种基于最速下降法的离心风机叶型优化方法。

背景技术

离心风机无论在我们的日常生活还是工业生产中都发挥着重要的作用，但却有一个很严重的问题：耗电量大。据不完全统计,国内风机用电约占总发电量的6％。而其中一半的消耗是离心式风扇的消耗。离心风机的能量损失包括流动损失、容积损失和机械损失，以流动损失为主。离心风机叶片是影响离心风机性能的主要因素，合理的叶片型线能有效提高离心风机的性能。

最速下降法是迭代法的一种,可以用于求解最小二乘问题。最速下降法有程序简单，计算量小；对初始点没有特别的要求，整体收敛；且为线性收敛等优点。最速下降法一般在计算机算法中使用。

随着中国工业化进程的不断发展,无论是重工业和轻工业加大力度节约能源,减少排放,减少噪音,减少污染。为了提升和整合产业,我们需要更高效和高性能的工业基础设施。对于风机来说，如何提高风机的整体性能,对于节能降耗具有重要意义。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种的基于最速下降法的离心风机叶型优化方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于最速下降法的离心风机叶型优化方法，包括以下步骤：

S1：确定原始模型优化参数；

S2：确定S1中优化参数所对应的优化步长，并且通过优化步长对原始模型调整后获得调整模型；

S3：设定终止优化的幅值及约束条件；

S4：确定优化目标；

S5：对调整模型进行仿真：利用CFD方法和软件对原始模型和经过优化步长调整的模型进行仿真；

S6：对S5仿真结果进行微分；

S7：确定优化模型；

S8：进行验证。

可选的，所述S1中优化参数设为原始叶片型线对应叶轮中心的角度a和/或原始叶片型线曲率半径R。

可选的，所述S3中终止优化的幅值为F，约束条件为其中p_t为风机全压，Y为优化区域的平均全压。

可选的，所述S4以提升大流量下风机效率、拓宽工作区间为优化目标，即优化区域为(Q₁,Q_k)，优化目标为使其中Q为风机的流量，η为风机全压效率，F为终止优化的幅值。

可选的，所述S6中对S5仿真结果进行微分的具体为：

可选的，所述S7的具体步骤为：

S71：根据K(a,R)的值按其对应的比例取整，按优化步长的整数倍Z对模型参数进行调整，从而得到优化模型；

S72：对优化模型进行S5-S6，确定是否成立，若是，则进行S8；若否则进行S5-S6，而后确定优化模型。

可选的，所述S8的具体步骤为：