基于响应曲面模型的泵站进水池参数优化方法研究

摘要：

泵站进水池的结构参数,特别是吸水喇叭管参数取值对泵站整体流态影响很大.本文基于响应曲面模型和CFD数值模拟,以垂直布置的吸水喇叭管悬空高、后壁距和淹没深度为设计变量,以进水池压力场、速度场和涡量场评价指标的加权函数为目标函数,进行2因素和3因素的优化设计分析.研究结果表明,变量之间对进水池流态的交互作用较大,淹没深度对最优悬空高、后壁距的影响不可忽略,且淹没深度与悬空高的交互作用(P=0.0019)较其与后壁距的交互作用(P=0.0696)大.针对本文垂直布置型式的吸水喇叭管,推荐最优参数组合是悬空高0.77 D,后壁距0.37 D,淹没深度2.19 D.在该组合下实际值与预测值误差不大于4.82％,与泵站设计规范推荐值相比,其计算域水力损失降低0.98％,流速分布均匀度提高5.92％,机组纵剖面涡量分布特征值降低3.1倍,大大改善了进水池的流态.这表明所建立的二次多项式响应面模型能够较精确地表示设计变量与目标函数之间的关系,基于响应曲面模型的优化设计方法可有效用于泵站进水流场的流态优化.

关键词：泵站、悬空高、后壁距、淹没深度、响应曲面模型

所属期刊栏目：48

分类号：TV675;TV136+.2(水利枢纽、水工建筑物)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51321001,51139007;国家科技支撑计划项目2012BAD08B03,2015BAD20B01

在线出版日期：2017-06-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：594-607