[发明专利]一种气体透平真空泵叶轮优化设计方法

摘要

本发明专利涉及水力优化设计领域，特别是一种气体透平真空泵叶轮优化设计方法，本发明专利优点在于：采用主目标和分目标两层的优化方式，分目标函数的优化加速了优化变量向最优解靠近，提高了多约束优化的精度和速度。分目标函数的优化采用遗传优化算法，以面出发代替传统的以点出发，较传统水力优化设计方法提升了优化计算效率。主目标函数的优化采用多岛遗传算法，增加了优化算法的多峰搜索能力，一定程度上消除了局部收敛对优化的影响。

主权项

一种气体透平真空泵叶轮优化设计方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：设置所述一种气体透平真空泵叶轮优化设计方法的优化变量X＝[D1、b2、Lβb、δ、Z]，包括叶轮外径D1、叶轮出口宽度b2、叶轮轴向长度L、叶片出气边几何角βb、叶片厚度δ和叶片数Z；步骤2：所述一种气体透平真空泵叶轮优化设计方法的目标为提高气体流动效率η，建立三个分目标函数η1、η2、η3，分别为η1(D1、b2)→max、η2(L、βb)→max、η3(δ、Z)→max；步骤3：运用单目标遗传算法分别对三个分目标函数η1、η2、η3在初始约束条件内进行优化计算，计算收敛后得到三组最优值分别为{D1′,b2′}、{L′,βb′}和{δ′,Z′}，其中分别为分目标优化后的叶轮外径D1′、叶轮出口宽度b2′、叶轮轴向长度L′、叶片出气边几何角βb′、叶片厚度δ′和叶片数Z′；步骤4：基于分目标函数得到的三组最优值{D1′,b′}、{L′,βb′}和{δ′,Z′}，重新约束优化变量X＝[D1、b2、L、βb、δ、Z]，建立主目标函数并将优化变量X新约束条件代入主目标函数进行多岛遗传算法优化计算，计算得到最终优化结果[D1″、b2″、L″、βb″、δ″、Z″]，其中结果包括最终优化的叶轮外径D1″、叶轮出口宽度b2″、叶轮轴向长度L″、叶片出气边几何角βb″、叶片厚度δ″和叶片数Z″。