文献类型：期刊文章

作　　者：李树勋[1] 胡迎港[1] 李成[1] 吴翰林[1] 沈恒云[1]

LI Shuxun;HU Yinggang;LI Cheng;WU Hanlin;SHEN Hengyun(College of Petrochemical Technology/Machinery Industry Pump and Special Valve Engineering Research Center,Lanzhou University of Technology,Lanzhou 730050,Gansu,China)

机构地区：[1]兰州理工大学石油化工学院/机械工业泵及特殊阀门工程研究中心,甘肃兰州730050

出　　处：《华南理工大学学报（自然科学版）》

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51569012)。

年　　份：2023

卷　　号：51

期　　号：3

起止页码：41-52

语　　种：中文

收录情况：AJ、BDHX、BDHX2020、CAS、CSCD、CSCD2023_2024、EI、IC、JST、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：针对国内外大口径天然气管线阀门型线优化周期长、优化过程机械式重复的问题,提出一种采用Kriging代理模型结合NSGA-Ⅱ算法的轴流式调节阀型线优化方法。以DN600轴流式调节阀为研究对象,通过Fluent与ANSYS软件对其性能进行初步评估后,选定流量值、最大应力水平和最大变形量为优化目标。首先采用B-spline曲线对阀体型线进行拟合,通过改变控制点的坐标实现阀体型线的参数化,并实现阀体型线的自动建模,运用拉丁超立方采样方法设计100种型线,通过数值模拟得到结构优化样本库,建立轴流式调节阀的Kriging代理模型。然后采用NSGA-Ⅱ算法对代理模型进行寻优得到Pareto前沿解集,通过对3个型线前沿解与初始型线内部水平截面的速度、压力变化曲线的研究,确定最优型线。再对优化前后的开度-阻力特性、流量-阻力特性及阀后管道内部流动进行研究,结果表明,优化后的型线流量值提高了9.2%,最大应力水平降低了8.46%,最大变形量减小了6.2%,优化后流体阻力降低,阀后管道高速流动影响距离减小。优化后型线的性能提升证明了该型线优化方法的有效性,揭示了该方法在阀门型线结构优化领域的潜力。

关 键 词：多目标优化 型线优化 代理模型 轴流式调节阀  数值模拟  

分 类 号：TH134]