1.一種泵噴推進(jìn)器多目標(biāo)快速優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,其特征在于包括以下步驟:
a.根據(jù)目標(biāo)泵噴水推進(jìn)器的流量、揚(yáng)程、轉(zhuǎn)速進(jìn)出口尺寸以及揚(yáng)程的定義式,確定葉輪葉片進(jìn)出口載荷數(shù)值;
b.以葉輪葉片進(jìn)出口載荷數(shù)值作為葉片的設(shè)計(jì)變量,建立葉輪和導(dǎo)葉葉片載荷的參數(shù)化設(shè)計(jì)模型;
c.基于葉輪和導(dǎo)葉葉片載荷的參數(shù)化模型確定的樣本設(shè)計(jì)變量,采用遺傳優(yōu)化算法完成設(shè)計(jì)變量全局的快速搜索,生成不同葉片載荷分布的設(shè)計(jì)樣本;
d.采用三元反問(wèn)題設(shè)計(jì)方法完成葉輪葉片的設(shè)計(jì),并將葉輪出口速度作為導(dǎo)葉進(jìn)口邊界條件完成導(dǎo)葉與葉輪的匹配設(shè)計(jì);
e.導(dǎo)管外部型線采用水動(dòng)力性能較好的翼型結(jié)構(gòu),導(dǎo)管內(nèi)部型線采用直線結(jié)構(gòu)來(lái)保證泵噴內(nèi)部過(guò)流斷面的通暢性,進(jìn)而完成泵噴推進(jìn)器整體樣本設(shè)計(jì);
f.采用計(jì)算流體力學(xué)方法,在考慮水流粘性作用的條件下,完成泵噴推進(jìn)器設(shè)計(jì)樣本水動(dòng)力性能計(jì)算,量化效率和空化性能指標(biāo);
g.采用響應(yīng)面模型分析設(shè)計(jì)變量和泵噴性能之間的關(guān)系,并分析設(shè)計(jì)變量之間的相關(guān)性和敏感性以及選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)樣本;
h.借助模型試驗(yàn)方法完成最優(yōu)設(shè)計(jì)樣本的性能測(cè)試,驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果的有效性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵噴推進(jìn)器多目標(biāo)快速優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,其特征在于步驟a中泵類推進(jìn)器的進(jìn)出口環(huán)量差決定了推進(jìn)器的揚(yáng)程,揚(yáng)程的高低決定了推進(jìn)器做功能力的大小,揚(yáng)程Ht=ω(г2-г1)/(2gπ),其中ω表示角速度,г=2πRvu表示葉輪剖面的環(huán)量,下標(biāo)1和2代表了進(jìn)口和出口位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵噴推進(jìn)器多目標(biāo)快速優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,其特征在于步驟d根據(jù)步驟c確定的槳葉葉片不同截面環(huán)量沿軸面流線的分布規(guī)律,進(jìn)而可以采用泵三元設(shè)計(jì)程序/軟件完成葉輪葉片外型設(shè)計(jì);導(dǎo)葉的設(shè)計(jì)與葉輪相匹配,導(dǎo)葉進(jìn)口環(huán)量等于葉輪的出口環(huán)量,導(dǎo)葉出口環(huán)量理論上接近為零;根據(jù)葉輪出口環(huán)量以及導(dǎo)葉樣本的載荷分布,可以得到導(dǎo)葉葉片不同截面的環(huán)量沿軸面流線分布規(guī)律,進(jìn)而采用泵三元設(shè)計(jì)程序/軟件完成導(dǎo)葉葉片的三元設(shè)計(jì)。