摘要：对液环泵壳体型线进行优化分析,提出了基于直接自由曲面变形(DFFD)方法的液环泵壳体型线的响应面优化方法.采用DFFD方法对液环泵壳体型线进行精确的参数化控制,在控制变量空间进行了试验设计,采用VOF模型对液环泵内的气液两相流动进行数值模拟,对液环泵壳体型线进行响应面优化分析,建立了液环泵壳体型线与其进口真空度及效率之间的响应关系,实现了对液环泵进口真空度及效率的优化.算例优化结果表明:壳体型线对液环泵水力性能有较大的影响,在一定范围内可实现泵效率及进口真空度的提高;具有较大吸气区面积扩散比的壳体型线所对应的液环泵具有较高的进口真空度,而泵的效率随该面积比的变化规律正好相反;在试验设计变量空间,泵的效率随其进口真空度的增大近似呈线性下降趋势.

摘要：为探究双作用液环压缩机壳体型线对其内流场及性能的影响机理,采用DFFD参数化方法对多级双作用液环压缩机椭圆形壳体型线进行响应面优化分析,并结合NSGA-II多目标优化方法对吸排气区壳体型线进行协同优化。采用VOF多相流模型对该液环压缩机全流域进行非定常计算,双作用液环泵内相态场、压力场基本呈径向对称分布,吸排气区域及叶轮壳体内流场与单作用液环泵分布规律基本一致,随着级数增大液环内的气相区域逐渐减小。响应面结果表明吸气量的大小主要取决于吸气口始端和末端的壳体型线,当R_(A)值趋于0水平,R_(B)处于低水平时,吸气量趋于最大值。轴功率主要受吸、排气口始端位置壳体型线影响,R_(A),R_(C)值越小,轴功率越小。效率的大小主要取决于吸气口始端和末端的壳体型线,且R_(A)值越大,R_(B)值越小,效率越高。在额定出口压比条件下,以吸气量和效率作为优化目标对液环压缩机进行NSGA-II多目标优化,获得其Pareto前沿的最优效率设计J和和最优流量设计K,J方案流量和效率分别高于原方案1.40%和2.53%,K方案流量和效率分别高于原方案16.4%和0.61%。