CN107784188B - 一种基于matlab的增压器压气机叶轮设计优化方法 - Google Patents

一种基于matlab的增压器压气机叶轮设计优化方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107784188B
CN107784188B CN201711173808.XA CN201711173808A CN107784188B CN 107784188 B CN107784188 B CN 107784188B CN 201711173808 A CN201711173808 A CN 201711173808A CN 107784188 B CN107784188 B CN 107784188B
Authority
CN
China
Prior art keywords
design
impeller
data
dimensional
matlab
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711173808.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN107784188A (zh
Inventor
陈钢
张晋东
闫健菲
梁建伟
张卓沛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DATONG NORTH TIANLI TURBOCHARGING TECHNOLOGY CO LTD
Original Assignee
DATONG NORTH TIANLI TURBOCHARGING TECHNOLOGY CO LTD
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DATONG NORTH TIANLI TURBOCHARGING TECHNOLOGY CO LTD filed Critical DATONG NORTH TIANLI TURBOCHARGING TECHNOLOGY CO LTD
Priority to CN201711173808.XA priority Critical patent/CN107784188B/zh
Publication of CN107784188A publication Critical patent/CN107784188A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107784188B publication Critical patent/CN107784188B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/17—Mechanical parametric or variational design

Abstract

本发明属于增压器压气机叶轮的设计优化方法技术领域，具体涉及一种基于MATLAB的增压器压气机叶轮设计优化方法，其设计优化方法包括以下步骤：压气机一维设计参数读取模块，MATLAB读取预先编辑好的压气机叶轮一维Excel表格数据，并对所读取的Excel表格数据进行完整性检查，MATLAB按照三维叶轮多目标批量化设计范围数据参数，对工作空间的一维叶形数据进行叶轮流线数据计算，计算按照预先定义的三维叶形设计算法进行，通过利用Excel表格的便捷性，完成批量多目标参数的压气机叶轮设计，提高了叶轮叶形设计效率。

Description

一种基于MATLAB的增压器压气机叶轮设计优化方法
技术领域
本发明属于增压器压气机叶轮的设计优化方法技术领域，具体涉及一种基于MATLAB的增压器压气机叶轮设计优化方法。
背景技术
传统发动机是靠燃料在汽缸内燃烧作功来产生功率的，由于输入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制，因此发动机所产生的功率也会受到限制，再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入汽缸来增加燃料量，从而提高燃烧作功能力。涡轮增压器是就是一种可以使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置，同时有效降低发动机燃油消耗率。
近些年发动机增压技术得到了快速发展，增压技术在降低排放、提升功率、高原性能恢复等方面发挥着重要的作用。
压气机叶轮作为涡轮增压器的核心部件，其中压气机叶轮叶形气动设计是叶轮设计的关键所在，叶形设计参数众多，参数组合情况复杂，传统设计方法多根据经验方法进行单方案设计，该方法计算速度慢、效率低，且不能同时进行多目标参数全局优化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种效率高，且能进行多目标方案压气机叶轮参数设计，同时进行多目标优化的基于MATLAB的增压器压气机叶轮的设计优化方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种基于MATLAB的增压器压气机叶轮设计优化方法，其特征在于，包括利用MATLAB/GUI模块开发的压气机一维设计参数读取、三维叶形设计计算、目标范围批量化结果输出和数据保存模块，其设计优化方法包括以下步骤：
S1、将预先确定的增压器压气机叶轮的一维设计参数和三维叶轮多目标控制范围批量化设计数据参数输入到Excel表格；
S2、编制压气机叶轮三维叶形生成计算算法；
S3、压气机一维设计参数读取模块，MATLAB读取预先编辑好的压气机叶轮一维Excel表格数据，并对所读取的Excel表格数据进行完整性检查，将读取的Excel表格数据内容导入到MATLAB的工作空间中，同时MATLAB显示数据内容；
S4、三维叶形设计模块，读取Excel表格中三维叶轮多目标批量化设计数据参数，MATLAB按照三维叶轮多目标批量化设计范围数据参数，对工作空间的一维叶形数据进行叶轮流线数据计算，计算按照预先定义的三维叶形设计算法进行，MATLAB对数据计算结果以图形方式展示；
S5、多目标批量化计算结果输出和数据保存模块将MATLAB计算的叶轮设计方案数据结果，以叶片流面数据文件格式，存储在Excel表格文件中；
S6、利用存储在Excel表格文件中的叶轮叶形设计数据，用于绘图软件建模，并通过分析最终获得多方案的最优化方案。
所述S6中用于CAD软件建模和CFD流场建模仿真，并利用在目标范围内的批量叶轮参数化数据进行的CFD仿真计算结果，返回Excel表格进行大数据比较统计分析，最终获得多方案的最优化方案。
还包括可视化界面模块，且在可视化界面模块中预先编辑增压器叶轮一维设计参数对话框、叶轮三维设计输入参数对话框和叶轮叶形设计结果参数对话框。
所述S3中的读取模块可将所读取的Excel表格内容与可视化界面模块中相应对话框的数据排列一一对应的方式赋值给叶轮一维设计模块参数对话框。
所述S5中多目标批量化计算结果输出和数据保存模块将MATLAB计算的叶轮设计方案数据结果，在可视化界面模块中以图形界面显示。
与现有技术相比，本发明的优点是：
由于本方法预先将压气机叶轮一维设计参数及叶轮三维设计参数输入到指定的Excel表格文件中，且通过调用MATLAB函数实现压气机叶轮叶形设计优化程序的后台运行，完成叶轮计算过程中大量的数学计算难题，通过利用Excel表格的便捷性，完成批量多目标参数的压气机叶轮设计，提高了叶轮叶形设计效率，且整个计算过程中，计算参数及计算结果参数通过可视化界面模块的对话框展示给用户，简洁明了；通过储存在Excel表格中叶轮叶形数据，通过CFD软件仿真叶轮流场计算结果，返回Excel表格进行数据比较统计分析，最终获得多方案的最优化方案。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种基于MATLAB的增压器压气机叶轮的设计优化方法，该系统设计包括利用MATLAB/GUI模块开发的压气机一维设计参数读取，三维叶形设计计算，多目标批量化结果输出和数据保存。
其流程为：数据读取模块（压气机子午面一维设计参数读取模块）读取预先编辑好的压气机叶轮一维参数并进行检查；数据读取模块将读取的数据内容导入到MATLAB的工作空间中，在可视化界面模块中可视化显示，叶形计算模块根据预设多目标参数范围进行三维设计进行压气机流线数据计算，多目标批量化输出压气机叶片计算流面数据文件结果，利用存储压气机叶形设计大数据，进行批量化CFD仿真，最终获得多目标参数的最优化方案。
其设计优化方法包括以下具体步骤:
S1、将预先确定的增压器压气机叶轮的一维设计参数和三维叶轮批量化设计数据参数输入到Excel表格；
S2、编制压气机叶轮三维叶形生成计算算法;
S3、压气机一维设计参数读取模块，MATLAB读取预先编辑好的压气机叶轮一维Excel表格数据，并对所读取的Excel表格数据进行完整性检查，将读取的Excel表格数据内容导入到MATLAB的工作空间中，同时MATLAB显示数据内容;
S4、三维叶形设计模块，读取Excel表格中三维叶轮多目标批量化设计数据参数，MATLAB按照三维叶轮多目标批量化设计范围数据参数，对工作空间的一维叶形数据进行叶轮流线数据计算，计算按照预先定义的三维叶形设计算法进行，MATLAB对数据计算结果以图形方式展示给用户；
S5、多目标批量化计算结果输出和数据保存模块将MATLAB计算的叶轮设计方案数据结果，以叶片流面数据文件格式，存储在Excel表格文件中；
S6、利用存储在Excel表格文件中的叶轮叶形设计数据，直接用于CAD软件直接建模，利用在目标范围内的批量叶轮参数化数据进行的CFD仿真计算结果，返回Excel表格进行大数据比较统计分析，最终获得多方案的最优化方案。
上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于MATLAB的增压器压气机叶轮设计优化方法，其特征在于，包括利用MATLAB/GUI模块开发的压气机一维设计参数读取、三维叶形设计计算、目标范围批量化结果输出和数据保存模块，其设计优化方法包括以下步骤：
S1、将预先确定的增压器压气机叶轮的一维设计参数和三维叶轮多目标控制范围批量化设计数据参数输入到Excel表格；
S2、编制压气机叶轮三维叶形生成计算算法；
S3、压气机一维设计参数读取模块，MATLAB读取预先编辑好的压气机叶轮一维Excel表格数据，并对所读取的Excel表格数据进行完整性检查，将读取的Excel表格数据内容导入到MATLAB的工作空间中，同时MATLAB显示数据内容；
S4、三维叶形设计模块，读取Excel表格中三维叶轮多目标批量化设计数据参数，MATLAB按照三维叶轮多目标批量化设计范围数据参数，对工作空间的一维叶形数据进行叶轮流线数据计算，计算按照预先定义的三维叶形设计算法进行，MATLAB对数据计算结果以图形方式展示；
S5、多目标批量化计算结果输出和数据保存模块将MATLAB计算的叶轮设计方案数据结果，以叶片流面数据文件格式，存储在Excel表格文件中；
S6、利用存储在Excel表格文件中的叶轮叶形设计数据，用于绘图软件建模，并通过分析最终获得多方案的最优化方案。
2.根据权利要求1所述的一种基于MATLAB的增压器压气机叶轮设计优化方法，其特征在于，所述S6中用于CAD软件建模和CFD流场建模仿真，并利用在目标范围内的批量叶轮参数化数据进行的CFD仿真计算结果，返回Excel表格进行大数据比较统计分析，最终获得多方案的最优化方案。
3.根据权利要求1所述的一种基于MATLAB的增压器压气机叶轮设计优化方法，其特征在于，还包括可视化界面模块，且在可视化界面模块中预先编辑增压器叶轮一维设计参数对话框、叶轮三维设计输入参数对话框和叶轮叶形设计结果参数对话框。
4.根据权利要求3所述的一种基于MATLAB的增压器压气机叶轮设计优化方法，其特征在于，所述S3中的读取模块可将所读取的Excel表格内容与可视化界面模块中相应对话框的数据排列一一对应的方式赋值给叶轮一维设计模块参数对话框。
5.根据权利要求3所述的一种基于MATLAB的增压器压气机叶轮设计优化方法，其特征在于，所述S5中多目标批量化计算结果输出和数据保存模块将MATLAB计算的叶轮设计方案数据结果，在可视化界面模块中以图形界面显示。
CN201711173808.XA 2017-11-22 2017-11-22 一种基于matlab的增压器压气机叶轮设计优化方法 Active CN107784188B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711173808.XA CN107784188B (zh) 2017-11-22 2017-11-22 一种基于matlab的增压器压气机叶轮设计优化方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711173808.XA CN107784188B (zh) 2017-11-22 2017-11-22 一种基于matlab的增压器压气机叶轮设计优化方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107784188A CN107784188A (zh) 2018-03-09
CN107784188B true CN107784188B (zh) 2021-05-25

Family

ID=61430188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711173808.XA Active CN107784188B (zh) 2017-11-22 2017-11-22 一种基于matlab的增压器压气机叶轮设计优化方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107784188B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109684750A (zh) * 2018-12-27 2019-04-26 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种用于氦气轮机的压气机模型建模方法
CN112257204B (zh) * 2020-12-17 2021-03-02 中国航发上海商用航空发动机制造有限责任公司 多级压气机s2流面参数的计算方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101902195A (zh) * 2009-11-27 2010-12-01 华中科技大学 一种发电机励磁系统的建模方法
US8335755B1 (en) * 2003-09-23 2012-12-18 Evolving Logic Derived contexts for computational experiments
CN104441726A (zh) * 2014-11-17 2015-03-25 一重集团大连设计研究院有限公司 一种用于机械压力机设计的辅助设计及优化方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6865926B2 (en) * 2000-01-25 2005-03-15 State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Portland State University Method and apparatus for sample analysis
US7624372B1 (en) * 2003-04-16 2009-11-24 The Mathworks, Inc. Method for integrating software components into a spreadsheet application
CN201351635Y (zh) * 2009-01-09 2009-11-25 陈晶 一种涡轮增压器压气机叶轮
US8594217B2 (en) * 2011-12-06 2013-11-26 The Mathworks, Inc. Parallel implementation of maximum a posteriori probability decoder
CN202418573U (zh) * 2012-01-03 2012-09-05 大同北方天力增压技术有限公司 一种用于增压器压气机端的泵吸式密封装置
CN104408248A (zh) * 2014-11-26 2015-03-11 宁波威孚天力增压技术有限公司 一种基于matlab的发动机与增压器的自动匹配方法
CN105760637A (zh) * 2016-04-21 2016-07-13 哈尔滨工业大学 一种小型汽轮机转子挠度理论值计算方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8335755B1 (en) * 2003-09-23 2012-12-18 Evolving Logic Derived contexts for computational experiments
CN101902195A (zh) * 2009-11-27 2010-12-01 华中科技大学 一种发电机励磁系统的建模方法
CN104441726A (zh) * 2014-11-17 2015-03-25 一重集团大连设计研究院有限公司 一种用于机械压力机设计的辅助设计及优化方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107784188A (zh) 2018-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108959231B (zh) 一种基于可配置模型的纯电动汽车仿真报告生成方法及装置
CN108647370B (zh) 基于双环迭代的无人直升机气动外形优化设计方法
CN107784188B (zh) 一种基于matlab的增压器压气机叶轮设计优化方法
CN108153998A (zh) 离心鼓风机叶轮的全三维气动优化设计方法
CN110765523A (zh) 一种基于bim技术的深基坑围护结构快速构建方法
CN107563074A (zh) 一种风扇/压气机端壁型线的优化设计方法与优化平台
KR20140087653A (ko) 풍력터빈 블레이드 설계 및 해석방법
CN107145651B (zh) 基于inp文件的abaqus三维无限元边界快速建模方法
CN109359349B (zh) 电厂汽轮机厂房通风模块化模拟计算方法及系统
CN107729699B (zh) 一种基于matlab的增压器涡轮叶轮设计优化方法
CN1758256A (zh) 基于文件的复杂产品数字化模型集成设计方法
CN108304678A (zh) 基于仿真平台针对不同燃料组分计算燃气轮机性能的方法
CN109783882B (zh) 一种联合matlab与flowmaster的燃气轮机燃油系统建模仿真方法
CN106599373B (zh) 基于三维设计平台的变电站短路电流计算系统及其方法
CN105095568A (zh) 一种用于大型风机的快速建模方法
CN112699549A (zh) 一种含cdfs结构的航空发动机非线性模型建模系统及建模方法
CN204732008U (zh) 一种农用收割机虚拟维修系统
Yan et al. A Newly Improved Collaborative Optimization Strategy: Application to Conceptual Multidisciplinary Design Optimization of a Civil Aero-Engine
CN113346489B (zh) 一种新能源空间耦合性建模评估方法及系统
CN111368378B (zh) 一种叶轮机械cae+cad联合设计方法
CN111199086A (zh) 三维几何离散化处理系统
CN113147022A (zh) 一种基于五轴3d打印软件的路径输出方法
CN104408248A (zh) 一种基于matlab的发动机与增压器的自动匹配方法
CN107831672A (zh) 智慧能源系统可视化优化设计运行一体化装置及方法
CN112800529A (zh) 一种基于revit软件进行装配式机房衍生式设计的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant