| Инд. авторы: | Семенова А.В., Чирков Д.В., Скороспелов В.А. |
| Заглавие: | Многоцелевое оптимизационное проектирование формы лопасти рабочего колеса поворотно-лопастной гидротурбины |
| Библ. ссылка: | Семенова А.В., Чирков Д.В., Скороспелов В.А. Многоцелевое оптимизационное проектирование формы лопасти рабочего колеса поворотно-лопастной гидротурбины // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. - 2015. - № 1. - С.59-70. - ISSN 1994-2354. |
| Внешние системы: | РИНЦ: 23146707; |
| Реферат: | rus: В мире широко развиваются методы оптимизационного проектирования формы лопасти рабочих колес гидротурбин, в основу которых положен генетический алгоритм (ГА). Авторы рассмотрели особенности проектирования поворотно-лопастных гидротурбин, которые затрудняют применение методов оптимизационного проектирования, разработанных для радиально-осевых турбин. Представлена методика двухрежимной многоцелевой оптимизации формы лопасти рабочего колеса поворотно-лопастной гидротурбины, направленная одновременно на повышение КПД в оптимуме универсальной характеристики и форсированном режиме и улучшение кавитационных качеств рабочего колеса в наиболее кавитационно-опасном режиме. На основе разработанной методики создан программный модуль проектирования поворотно-лопастной гидротурбины, который включен в программный комплекс оптимизационного проектирования «CADRUN-opt». При его использовании спроектированы рабочие колеса для поворотно-лопастных гидротурбин разной быстроходности eng: Nowadays runner blade shape optimization methods based on Genetic Algorithm (GA) are being developed throughout the whole world. In the present paper several Kaplan turbine features that complicate the application of the optimization methods as compared to Francis turbines, are being analyzed.The method of multi-point multi-objective optimization of the Kaplan runner blade shape is presented. This method is aimed to increase the efficiency both in the best efficiency point (BEP), and in the full load point with improvement of cavitation characteristics of the runner in the most cavitation-dangerous point. Based on the developed method, the program module for Kaplan turbine design was created. This module was included in the fully integrated software system «CADRUN-opt». Kaplan runner blades of various specific speeds were designed by using this software system. |
| Ключевые слова: | Multi-objective optimization; runner blade; Kaplan turbine; генетический алгоритм.; многоцелевая оптимизация; лопасть рабочего колеса; поворотно-лопастная гидротурбина; genetic algorithm.; |
| Издано: | 2015 |
| Физ. характеристика: | с.59-70 |
| Цитирование: | 1. Черный С.Г., Чирков Д.В., Лапин В.Н., Скороспелов В.А., Шаров С.В. Численное моделирование течений в турбомашинах. Новосибирск: Наука, 2006. 202 с. 2. Cherny S.G., Bannikov D.V., Chirkov D.V., Demianov V.A., Pylev I.M., Skorospelov V.A., Stepanov V.N. Automatic optimal shape design of hydroturbine flow passage // Proc. of Hydro 2008 International Conference. Ljubljana, Slovenia. 2008. P 1–8. 3. Pilev I.M., Sotnikov A.A., Rigin V.E., Semenova A.V., Cherny S.G., Chirkov D.V., Bannikov D.V., Sko-rospelov V.A. Multiobjective optimal design of runner blade using efficiency and draft tube pulsation criteria // Proc. of the 26th IAHR Symp. 2012. Beijing, China. P. 1–8. 4. Семенова А.В., Чирков Д.В. Методические вопросы проектирования проточных частей поворотно-лопастных рабочих колес // Сборник докладов 15-й Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов. МГТУ им. Н.Э. Баумана. М., 2011. С. 163–166. 5. Sotnikov A., Cherny S., Chirkov D., Bannikov D. Two Approaches to Prediction of Hill Diagram for Francis Turbine // Proceedings of HYDRO VISION RUSSIA 2011 Int. Conf. Moscow, Russia, 27 30 Mach, 2011. CD-ROM. P. 1–15. 6. Lipej A., Poloni C. Design of Kaplan runner using multiobjective genetic algorithm optimization // Journal of Hydraulic Research. 2000. Vol. 38, №1. P.73–79. 7. Семенова А.В., Скороспелов В.А., Чирков Д.В. Верификация численного прогнозирования энергетических характеристик поворотно-лопастных гидротурбин // Тяжелое машиностроение. 2014. № 7. С. 29–33. 8. Skotak A., Obrovsky J. Analysis of the flow in the water turbine draft tube in Fluent and CFX // 25th CADFEM Users’ Meeting. Dresden, Germany. 2007. P. 1–9. 9. Семенова А.В., Чирков Д.В., Лютов А.Е. Целевые функционалы при оптимизации рабочего колеса поворотно-лопастной гидротурбины // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2014. № 3(202). С. 97–106. 10. Skotak A., Obrovsky J. Shape Optimization of a Kaplan Turbine Blade // Proc. of the 23rd IAHR Symp. on Hydraulic Machinery and Systems. Yokohama, Japan. 2006. P. 1–8. 11. Топаж Г.И. Расчет интегральных гидравлических показателей гидромашин. Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1989. 208 с. 12. Лобарева И.Ф., Черный С.Г., Чирков Д.В., Скороспелов В.А., Турук П.А. Многоцелевая оптимизация формы лопасти гидротурбины // Вычислительные технологии, 2006. Т. 11, № 5. С. 63–75. |
