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《用于概念设计的离心泵叶轮多目标优化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第22卷第9期航空动力学报Vol.22No.92007年9月JournalofAerospacePowerSept.2007文章编号:100028055(2007)0921554206用于概念设计的离心泵叶轮多目标优化112郑赟韬,蔡国飙,尘军(11北京航空航天大学宇航学院,北京100083;21北京航天动力研究所,北京100076)摘要:用两种多目标优化方法对某型液体火箭发动机氧化剂泵叶轮进行多目标优化设计.在优化过程中,以泵的扬程、效率和泵质量为优化目标,对叶轮的主要几何参数进行优化.用NCGA(NeighborhoodCulti2
2、vationGeneticAlgorithm)方法得到优化问题的Pareto前沿;用超传递近似法得到分目标的最佳权值,进而采用评价函数法求出优化问题的最佳设计值.并分析了主要结构参数对泵性能参数的影响.关键词:航空、航天推进系统;火箭发动机;离心泵;叶轮;优化;Pareto前沿中图分类号:V434文献标识码:AMulti2objectiveoptimizationofcentrifugalpumpimpellerforconceptualdesign112ZHENGYun2tao,CAIGuo2biao,CHENJun(11School
3、ofAstronautics,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100083,China;21ChinaAerospaceScienceandTechnologyCorporationEleventhInstitute,Beijing100076,China)Abstract:Twomulti2objectiveoptimizationmethodswereappliedtodesignthecentrifu2galoxidizerpumpimpellerforli
4、quidpropellantrocketengine.Majorgeometricparametersofpumpimpellerwereoptimizedforthetargeteddeliveryhead,efficiencyandmassofpump.TheParetoFrontofmulti2objectiveoptimizationwasgainedbyNeighborhoodCultivationGeneticAlgorithm(NCGA);thesuper2transitiveapproximationmethodwasi
5、ntroducedtoac2quireoptimalweightsofindividualobjectives.Then,EvaluationFunctionmethodwasusedtoobtainoptimaldesignofmulti2objectiveoptimization.Theeffectsofmajorstructuralparame2tersonpumpperformanceparameterswerealsoanalyzed.Keywords:aerospacepropulsionsystem;rocketengin
6、e;centrifugalpump;impeller;optimization;paretofront涡轮泵是液体火箭发动机的主要部件,在泵心部件,叶轮的结构直接影响泵整体性能.本文以压式推进剂供应系统中,发动机系统所需压力主泵的扬程、效率、质量为目标,对某型液体火箭发要由泵来提供.随着液体火箭发动机推力、比冲和动机单级液氧泵叶轮的主要结构参数进行初步的燃烧室压力的不断提高,涡轮泵在液体火箭发动设计优化.运用两种多目标优化方法,用NC2[1]机中的地位也越来越重要.而单级离心泵在液体GA(NeighborhoodCultivationG
7、eneticAlgo2火箭发动机中的使用率最高.叶轮是离心泵的核rithm)方法求出优化问题的pareto前沿,即非劣收稿日期:2006208208;修订日期:2006211220基金项目:民用航天预研项目作者简介:郑赟韬(19792),女,湖北襄樊人,博士生,研究领域为液体火箭发动机多学科设计优化,E2mail:ehuamei@sina.com第9期郑赟韬等:用于概念设计的离心泵叶轮多目标优化1555[2]解集,分析各目标之间的关系;用超传递近似法程,从而减少了仿真计算的时间.对叶轮的优化过对目标之间的相对重要性进行模糊评价,确定各程
8、如图1所示.目标的最佳权分配,用评价函数法计算最佳权系1.2超传递近似法数对应的最优解,并对结果进行分析.对于多目标问题,决策者并不是一开始就十1方法简述分清楚每个分目标应对应权系数的值,通常根据经验选取一
