摘要：首先推导出了燃气轮机可靠性和造价之间的拟合函数;然后利用惩罚函数法把有造价约束问题转化为无约束优化问题,基于Hopfield神经网络构造和最优可靠性分配相对应的网络优化计算的能量函数,建立了系统可靠性优化分配的数学模型;最后用适合刚性方程的ode15s算法给出了最优的数值解.得出了惩罚因子变化趋势对最优数值解的影响关系:当惩罚因子的值在一定范围内逐渐增加时,优化结果趋于稳定,即收敛于最优解.改变约束条件,得出了燃气轮机可靠性随总造价的优化后的变化趋势,为燃气轮机的优化设计和综合决策提供一定的参考.

摘要：为了快速、准确地设计出高质量喷水推进泵,采用三元反问题计算与正问题计算相互迭代的方法对某混流式喷水推进泵进行了设计.基于三元的方法对喷水推进泵叶轮进行设计,把叶轮内的三维流动分解为周向平均流动和周向脉动流动,周向平均流动方程直接由三维Euler方程作周向平均导出,周向脉动流动由Clebsch变换建立起控制方程;用置于叶片中心面上的涡来代替叶片对流场的作用,而叶片形状以满足流动边界条件迭代确定.用考虑流体粘性的雷诺时均方法(RANS)对所设计泵进行数值试验,计算结果表明:所设计泵在设计点效率达到90.5%,设计转速下喷泵NPSHr远小于设计指标,并且在较宽的流量范围内具有良好的水力性能,验证了设计方法的准确性和有效性.

摘要：基于RANS方程和SST湍流模型,对喷水推进器内非定常流场进行数值模拟.经网格无关性分析后,计算得到的功率、推力与试验值对比最大误差小于4%.分析了设计转速工况和自航工况时叶轮进口、叶轮出口、导叶中部和导叶出口压力脉动的时域和频域特性.结果表明:喷水推进器内最大压力脉动发生在叶轮进口;受不均匀来流影响,叶轮进口从80°至140°半径方向的压力脉动较大;在叶轮进口与出口处,压力脉动主要受叶轮叶频控制,从轮毂到轮缘脉动幅值逐渐增大;设计转速条件下,喷水推进器运行于设计航速工况时叶轮进口压力脉动最小;自由航行时,压力脉动频率与喷水推进器转速呈线性关系,脉动幅值随航速增加而升高.

摘要：为了提高喷水推进器进水流道的设计水平,改善其水动力性能、缩短设计周期、降低设计费用,研究了进水流道的参数化设计方法.在该方法中,进水流道的三维几何结构采用11个动态关联的控制参数定量描述.改变这些控制参数的值可自动调整流道的三维空间形状,实现流道几何的快速建模.在此基础上,利用计算流体力学方法对进水流道及船尾流场进行数值计算,用进水流道的出流均匀度、流动分离程度、空化程度、流动损失程度以及变工况适用性等多项指标对进水流道的流体动力性能进行综合评估.流道三维几何结构的参数化建模和综合流体动力性能的数值模拟这2个过程迭代运用,可实现进水流道的优质、快速设计.

摘要：用甲苯-2,4-二异氰酸酯(2,4-TDI)、聚醚二醇(PPO)和3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA)等原料合成了聚氨酯弹性体,在脉冲声管中测试了合成试样的声压反射系数和吸声系数,研究了合成工艺参数对其水下声学性能的影响。测试结果表明,TDI-PPO-MOCA合成型聚氨酯弹性体是一种良好的水下吸声材料,其吸声性能受到固化温度,扩链剂含量等参数的影响。加入填料和改变其结构可以进一步改善聚氨酯弹性体的水下声学性能,因此合理地设计实验工艺参数,可以得到水下声学性能更佳的聚氨酯弹性体。为工业生产提供了理论参考。

摘要：针对线性兴波阻力帐篷函数法阻力计算及相应的船型优化方法不能反映实际船体对称面形状这一局限,提出一种定义在实际船体对称面上的船体曲面近似函数,将该船体曲面近似函数代入线性兴波阻力表达式,用该表达式与原帐篷函数法计算同一船型的兴波阻力系数,对比结果表明在多数速度区间内比后者更加接近试验结果.由此表达式建立以船体型值为变量的最小兴波阻力二次规划数学模型,此模型适用于任意给定的由曲线、折线围成的非矩形船体对称面区域,尤其适用于舰船前体及其球鼻首的优化.基于二次规划优化模型对仿DDG51船型进行一系列型线优化设计,在理论上获得了20%以上的兴波阻力减阻效果.

摘要：为准确预报喷水推进器设计工况与非设计工况的水动力性能,采用CFD方法对喷水推进器性能预报所需流场控制体进行了研究。在验证计算方法和数值模型可信的基础上,通过对比不同流场控制体的计算结果,分析了流场控制体对喷水推进器性能预报的影响。首先,确定了设计工况下流场控制体的大小;然后,对非设计工况下流场控制体的选取进行了分析讨论。结果表明,非设计工况下流场控制体的大小对喷水推进器性能预报的影响比设计工况大,而且非设计工况下所需流场控制体要大于设计工况时的情况。

摘要：建立涡轮叶片型线的参数化模型是进行叶片设计优化的前提和关键。基于三次贝赛尔曲线,充分利用叶片的基本几何参数,详细地推导了叶片型线方程,建立了涡轮叶片型线的参数化模型。基于建立的参数化模型,采用粒子群优化算法来重构实际涡轮叶片型线,给出了具体计算步骤。结果表明:建立的参数化叶片模型光滑性质量高,且具有很好的形状控制能力,可以快速地修改设计参数并再生模型。基于粒子群优化算法重构叶型的方法可以快速准确地重构实际涡轮叶片型线,为涡轮叶片叶型的设计优化奠定了重要基础。

摘要：将电气设备零件缺陷参数的红外定量识别视为某种形式的结构设计优化问题,引入细菌群趋药性优化算法和径向基函数神经网络,搭建了一个简单而完整、通用灵活的多学科设计优化框架对该问题进行求解。其中径向基函数神经网络作为代理模型,精度较高、计算速度较快,可简化复杂、费时的有限元计算以得到不同缺陷参数条件下零件表面的温度场;将该温度场与目标温度场之间的差异作为目标函数,以细菌群趋药性优化算法进行缺陷参数的定量识别。该方法在一个简单的三维夹杂型缺陷参数的红外识别算例中取得了满意的结果,与粒子群优化算法相比,可以更快地接近优化解。

摘要：应用计算流体力学方法对一典型内置推力轴承混流式喷水推进器的流场进行了数值模拟,计算和分析了叶轮、导叶体、进水流道等主要水力部件的推力分布。计算结果显示:(1)在推进特性线上的设计工况,内置推力轴承上的推力约为喷水推进器净推力(合力)的1.5倍,泵静止部件上的推力约为净推力的-0.5倍,进水流道上的推力很小,可忽略不计;(2)各部件上的推力占净推力的比例在推进特性线上的其它工况基本维持不变;(3)在非推进特性线上的工况,各部件上的推力分布不同于推进特性线上的工况,来流速度与泵转速的比值越高时泵静止部件上向后的推力越大,进水流道上的推力不再是可忽略的小量了。喷水推进器推力分布规律的研究结果可为喷水推进器和船尾结构的强度设计时加载水动力作用项提供参考。