| 基于叶片载荷的涡轮发电机叶片反问题优化设计研究 |
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| 引用本文： | 权辉,孙军,张晓泽,王国震,闫保永.基于叶片载荷的涡轮发电机叶片反问题优化设计研究[J].农业机械学报,2023,54(S2):192-198. |
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| 作者姓名： | 权辉 孙军 张晓泽 王国震 闫保永 |
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| 作者单位： | 瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室；兰州理工大学;中煤科工集团重庆研究院有限公司 |
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| 基金项目： | 瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室开放基金项目（2022SKLKF09）、国家自然科学基金项目（51969014）、甘肃省杰出青年人才计划项目（20JR10RA204）和兰州理工大学红柳青年人才计划项目（LUT2019008） |
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| 摘 要： | 针对传统水力设计难以满足井下涡轮发电机的性能要求，提出了一种以叶片载荷为设计变量，输出功率为目标函数的反问题优化设计方法。基于井下涡轮发电机叶片载荷分布规律，采用“三段式”对其进行参数化，依据初始模型叶片载荷分布形式，对NC处载荷进行线性增减，每次变化为0.2倍，设计6种不同叶片载荷分布方案，采用反问题方法设计叶轮模型，计算6种方案的输出功率，得出最高输出功率为方案Ⅱ,值为118.867 W,初始模型输出功率为93.279 6 W,最低为方案Ⅳ,输出功率为80.77 W;其中方案Ⅱ的前加载点处载荷相较于初始模型增加0.2倍；对叶片载荷进行分析，得出了井下涡轮发电机输出功率随前加载点处载荷先增加后减小。基于叶片载荷与性能之间的关系以及本文所设计的叶片优化模型，经过不断计算迭代得到了适用于井下涡轮发电机高性能的目标叶片载荷分布方案，目标叶片载荷前加载点处的载荷相较于初始模型增加0.28倍；依据该方案进行反问题设计，对目标叶片载荷与模拟载荷进行比较，二者较为接近；经过数值计算得到同等条件下，经过叶片载荷分布反问题设计模型的输出功率为129.8 W,相较于前6种方案中最高输出功率增长10.93...
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| 关 键 词： | 井下涡轮发电机 叶片载荷 反问题设计方法 优化算法 数值模拟 |
| 收稿时间： | 2023/5/20 0:00:00 |
Optimization Design of Turbine Generator Blade Inverse Problem Based on Blade Load |
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| QUAN Hui,SUN Jun,ZHANG Xiaoze,WANG Guozhen,YAN Baoyong.Optimization Design of Turbine Generator Blade Inverse Problem Based on Blade Load[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Machinery,2023,54(S2):192-198. |
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| Authors: | QUAN Hui SUN Jun ZHANG Xiaoze WANG Guozhen YAN Baoyong |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | underground turbine generator blade load inverse problem design method optimization algorithm numerical simulation |
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