面向葉輪機(jī)氣動(dòng)形狀精細(xì)設(shè)計(jì)的伴隨方法及其應(yīng)用研究的開題報(bào)告

面向葉輪機(jī)氣動(dòng)形狀精細(xì)設(shè)計(jì)的伴隨方法及其應(yīng)用研究的開題報(bào)告一、研究背景及意義葉輪機(jī)是許多工業(yè)領(lǐng)域中的重要設(shè)備，如流體壓縮、液壓輸送、空氣處理、動(dòng)力機(jī)械、水泵、風(fēng)機(jī)等。葉輪機(jī)的氣動(dòng)形狀對(duì)其性能具有重要影響，因此精細(xì)設(shè)計(jì)葉輪機(jī)氣動(dòng)形狀對(duì)于提高其效率和穩(wěn)定性具有至關(guān)重要的意義。伴隨方法是一種有效的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，它可以在不使用傳統(tǒng)梯度優(yōu)化方法的情況下利用原模型的狀態(tài)來改進(jìn)設(shè)計(jì)。伴隨方法具有高度的準(zhǔn)確性和效率，已經(jīng)在許多工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。因此，將伴隨方法應(yīng)用于葉輪機(jī)氣動(dòng)形狀的精細(xì)設(shè)計(jì)中，可以提高葉輪機(jī)性能優(yōu)化的效率和準(zhǔn)確性。二、研究?jī)?nèi)容及方法本文旨在研究面向葉輪機(jī)氣動(dòng)形狀精細(xì)設(shè)計(jì)的伴隨方法及其應(yīng)用。具體研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：1.建立葉輪機(jī)氣動(dòng)模型：通過流體力學(xué)方法建立葉輪機(jī)氣動(dòng)模型，對(duì)葉輪機(jī)的氣動(dòng)特性進(jìn)行分析。2.建立伴隨模型：在葉輪機(jī)氣動(dòng)模型的基礎(chǔ)上，建立葉輪機(jī)氣動(dòng)模型的伴隨模型，并進(jìn)行數(shù)值求解。3.設(shè)計(jì)變量的選擇：選擇葉輪機(jī)氣動(dòng)形狀設(shè)計(jì)的關(guān)鍵變量，作為設(shè)計(jì)變量，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。4.優(yōu)化設(shè)計(jì)：利用伴隨方法優(yōu)化設(shè)計(jì)，并進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化。本文將使用計(jì)算流體力學(xué)軟件ANSYSFluent進(jìn)行研究，并利用Python編程語言實(shí)現(xiàn)伴隨方法。三、預(yù)期成果本文的研究成果主要包括以下幾個(gè)方面：1.建立了面向葉輪機(jī)氣動(dòng)形狀精細(xì)設(shè)計(jì)的伴隨方法及其應(yīng)用研究的理論模型和方法。2.提出了葉輪機(jī)氣動(dòng)形狀設(shè)計(jì)的關(guān)鍵變量，并進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。3.利用伴隨方法優(yōu)化葉輪機(jī)氣動(dòng)形狀，得到了優(yōu)化后的設(shè)計(jì)方案。4.通過對(duì)比分析，驗(yàn)證了伴隨方法在葉輪機(jī)氣動(dòng)形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)中的有效性和準(zhǔn)確性。四、研究計(jì)劃及進(jìn)度安排本研究計(jì)劃分為以下幾個(gè)階段：1.研究背景及相關(guān)文獻(xiàn)的調(diào)研（已完成）。2.建立葉輪機(jī)氣動(dòng)模型，并進(jìn)行氣動(dòng)特性分析（計(jì)劃完成時(shí)間為2022年1月）。3.建立伴隨模型，進(jìn)行數(shù)值求解（計(jì)劃完成時(shí)間為2022年3月）。4.設(shè)計(jì)變量的選擇并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（計(jì)劃完成時(shí)間為2022年5月）。5.利用伴隨方法進(jìn)行葉輪機(jī)氣動(dòng)形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)，并進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化（計(jì)劃完成時(shí)間為2022年8月）。6.分析結(jié)果，撰寫論文（計(jì)劃完成時(shí)間為2022年12月）。五、參考文獻(xiàn)[1]李波,熊華皓,張雅婷,等.葉輪機(jī)氣動(dòng)形狀優(yōu)化中基于伴隨技術(shù)的凹槽設(shè)計(jì)[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2016,44(2):92-96.[2]李京,靳志強(qiáng).基于伴隨技術(shù)的風(fēng)機(jī)氣動(dòng)葉片優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2020(12):28-31.[3]