串列葉片式前向離心風(fēng)機(jī)氣動(dòng)與噪聲特性的優(yōu)化研究（續(xù)）
關(guān)鍵詞：離心風(fēng)機(jī) 發(fā)布時(shí)間：2013-08-07 點(diǎn)擊數(shù)：1358
數(shù)值計(jì)算結(jié)果及響應(yīng)面優(yōu)化
響應(yīng)面方法
響應(yīng)面方法模型建立容易
對(duì)于根據(jù)樣本點(diǎn)擬合出來的響應(yīng)面多項(xiàng)式, 常使 用 統(tǒng) 計(jì) 學(xué) 中 的 決 定 系 數(shù) R ( coef ficient ofm ult iple det er minat ion)2a和修正決定系數(shù)R ( R square adjust ed) 來評(píng)價(jià)響應(yīng)面的近似質(zhì)量。-這兩個(gè)系數(shù)越接近于 1, 表示響應(yīng)面的近似程度越高, 足夠的逼近通常要求 R 2 和 R 2 的值在 0 9 以上 在考慮兩個(gè)參數(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)效率 G 和 A 聲級(jí) L a 的影響時(shí), 采用完全析因設(shè)計(jì)法選取樣本點(diǎn), 數(shù)值計(jì)算 采用完全二階多項(xiàng)式擬合得到 G 和 L a 關(guān)于兩個(gè)編碼自變量的回歸方程, 分別表示為 由于 R 和 R 都很接近于 1, 因此認(rèn)為所得到的多項(xiàng)式擬合程度較好, 可以用來預(yù)測(cè)和進(jìn)行優(yōu)化分析。根據(jù)上述回歸方程描繪出響應(yīng)曲面及等高線圖以確認(rèn)€x1) 、 x 2 ) 對(duì) G和 La 的影響, 如圖 5 從響應(yīng)曲面和等高線圖可以看出: € H 對(duì)串列l 和€葉片式前向離心風(fēng)機(jī)的效率和 A 聲級(jí)都有較大影響。隨著 € €l 和 H 的增大, 效率先增大, 后降低, 存在一個(gè)*大值; A 聲級(jí)則是隨著 € €的增大而逐漸降l 和H低, 其中€H的影響比€l 更顯著。因此, 可以通過響應(yīng)面
尋找滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)的參數(shù)組合, 獲得理論上的理想設(shè)計(jì)點(diǎn)。 響應(yīng)面優(yōu)化及其數(shù)值驗(yàn)證 對(duì)于本文所研究的串列葉片式前向離心風(fēng)機(jī),其理想的*優(yōu)設(shè)計(jì)目標(biāo)是使風(fēng)機(jī)效率達(dá)到*高, 同時(shí) A 聲級(jí)*低, 但回歸方程式( 7) 和式( 8) 并不存在這樣的*優(yōu)值 化問題可以用數(shù)學(xué)表達(dá)式描述為式中 G 為原風(fēng)機(jī)數(shù)值計(jì)算的效率。0在約束條件下, ( 8)求取目標(biāo)函數(shù)的*小值, 可以得到效率不低于原風(fēng)機(jī)的效率, 并使 A 聲級(jí)*小的串列葉片兩個(gè)參數(shù)的值 由于加工制造費(fèi)用較高且進(jìn)行試驗(yàn)周期較長(zhǎng),為了慎重選擇試驗(yàn)方案, 在投入制造和試驗(yàn)之前本圖5效率的響應(yīng)曲面及其等高線圖 文首先對(duì)通過響應(yīng)面方法得出的優(yōu)化方案進(jìn)行了數(shù)值驗(yàn)證。利用本文前面所述的經(jīng)過以往工作驗(yàn)證的數(shù)值方法[ 5- 8] , 在與上文完全相同的條件下( 包括風(fēng)機(jī)運(yùn)行條件、流量和數(shù)值處理方法) , 對(duì)本文串列葉片式離心風(fēng)機(jī)的響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了 CFD 數(shù)值計(jì)算。 給出了響應(yīng)面和 CF D 數(shù)值計(jì)算的結(jié)果, 并表3與原風(fēng)機(jī)的數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較。數(shù)值結(jié)果表明: 該響應(yīng)面具有較高的預(yù)測(cè)精度,通過優(yōu)化設(shè)計(jì), 能夠在基本不影響風(fēng)機(jī)原有良好的氣動(dòng)性能的情況下, 使風(fēng)機(jī)的 A 聲級(jí)下降 4 1dB, 綜1合性能明顯改善。數(shù)值預(yù)測(cè)結(jié)果為下一步的試驗(yàn)設(shè)計(jì)提供了可參考的依據(jù)。 結(jié)論 1)通過響應(yīng)面分析方法建立串列葉片的 相對(duì)長(zhǎng)度€l 和相對(duì)周向位置€H與前向離心風(fēng)機(jī)的效率G和 A聲級(jí) L a 之間的數(shù)學(xué)模型, 可以比較直觀地顯示兩個(gè)參數(shù)之間的交互作用。數(shù)值分析結(jié)果表明: 串列葉片的相對(duì)長(zhǎng)度 €l 和相對(duì)周向位置 €H 對(duì)風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性和氣動(dòng)噪聲均有較大的影響。通過合理的優(yōu)化設(shè)計(jì), 采用串列葉片結(jié)構(gòu)可以成為在兼顧風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能和氣動(dòng)噪聲的條件下, 進(jìn)一步改善風(fēng)機(jī)綜合性能的途徑之一。 2) 優(yōu)化結(jié)果表明: 通過響應(yīng)面優(yōu)化得到的串列葉片設(shè)計(jì)參數(shù), 能夠使改進(jìn)后的串列葉片式離心風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能與原單列葉片式離心風(fēng)機(jī)基本一樣, 而氣動(dòng) 噪 聲明 顯 降 低。其 響 應(yīng)面 預(yù) 測(cè) 結(jié)果 與 相 應(yīng)CF D 數(shù)值驗(yàn)證的結(jié)果相比誤差很小, 但該結(jié)果仍有待試驗(yàn)驗(yàn)證, 為后續(xù)擴(kuò)大樣本空間, 尋找使風(fēng)機(jī)噪聲*低的參數(shù)設(shè)計(jì)提供有利依據(jù) 3) 將 CFD 與 RSM 相結(jié)合的設(shè)計(jì)方法應(yīng) 用于指導(dǎo)離心風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能及氣動(dòng)噪聲的優(yōu)化分析中,可以為試驗(yàn)設(shè)計(jì)提供參考依據(jù), 有助于減少試驗(yàn)次數(shù), 降低試驗(yàn)成本, 縮短研發(fā)周期 常州市（無錫）文順風(fēng)機(jī)有限公司產(chǎn)品齊全 公司各類通用、專業(yè)設(shè)備齊全，工藝先進(jìn)，技術(shù)力量雄厚，性能測(cè)試運(yùn)用微機(jī)電腦處理。 常州市文順風(fēng)機(jī)有限公司 Changzhou Wenshun Wind Machine Co., Ltd. 電話：0519-88726638 傳真：0519-88726638 手機(jī)：13601517069 網(wǎng)址：m.kesudai.com 郵箱：ws@wsfengji.com 地址：江蘇省常州市橫林鎮(zhèn)新東方村工業(yè)園（殷坂）.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
