农业机械学报

作者：张人会,陈学炳,郭广强,李仁年

单位：兰州理工大学,兰州理工大学,兰州理工大学,兰州理工大学,

关键词：离心泵;叶轮;本征正交分解法;径向基函数;优化设计;模态分析

基金：国家重点研发计划项目（2016YFB0200901）、国家自然科学基金项目（51469014）和甘肃省陇原创新人才计划项目

针对传统离心泵水力性能优化设计的复杂性，提出采用本征正交分解-径向基函数（POD-RBF）混合代理模型方法对离心泵叶轮内流场进行重构分析。由三次Bezier曲线对低比转数离心泵二维叶片型线进行参数化控制，通过对叶片包角、进出口安放角等控制参数进行适量的扰动得到叶片型线的样本集。由叶片型线参数及叶轮CFD内流场数据构成样本的快照矢量集，根据几何相似及网格变形方法插值得到各相似节点的流场参数，依据本征正交分解法（POD）将快照集分解为一系列正交基的线性组合。由径向基函数（RBF）拟合目标叶型所对应的正交基系数，实现了对目标叶轮内流场的重构。采用POD-RBF方法对MH48-12.5型低比转数离心泵叶轮内流场进行了重构，其压力预测均方根误差为0.84%，速度预测误差基本在0.5m/s以内，流场预测所需时间约为CFD计算的1/240。对样本集进行POD基模态分析，得到了各阶基模态流场特征及能量分布特性。

来源：2018年第12期

《农业机械学报》期刊编辑部

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