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基于改进粒子群算法的串列叶型优化设计 被引量：11
1
作者 宋召运 刘波 +1 位作者 程昊 茅晓晨 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1469-1476,共8页
为了提高串列叶型优化设计的质量,设计了一套基于改进粒子群算法的串列叶型自动优化系统。研究了原始粒子群算法,提出了一种粒子群算法的改进方法。结果发现,改进粒子群算法的收敛速度和收敛精度明显优于原始粒子群算法和遗传算法。以50... 为了提高串列叶型优化设计的质量,设计了一套基于改进粒子群算法的串列叶型自动优化系统。研究了原始粒子群算法,提出了一种粒子群算法的改进方法。结果发现,改进粒子群算法的收敛速度和收敛精度明显优于原始粒子群算法和遗传算法。以50°大弯角串列叶型为研究对象,使用程序对串列叶型参数化。以叶型参数和串列叶型相对位置的参数作为优化变量,结合BP神经网络和改进粒子群算法对串列叶型进行优化设计。优化结果表明,优化后的叶型在设计攻角时的总压损失系数降低了22%,静压比升高了0.6%,在负攻角时,优化后的叶型的流动性能得到了明显改善。适当减小串列叶型前后缘的半径可以减小叶型的损失,合理的缝隙结构可以有效减小前排叶型压力面和后排叶型吸力面附面层的分离损失。 展开更多
关键词 串列叶型 叶型优化 BP神经网络 粒子群算法
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基于高维混合模型与遗传算法的离心泵叶片优化 被引量：10
2
作者 姜丙孝 杨军虎 +1 位作者 白小榜 王晓晖 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期128-132,共5页
提出了一种基于机器学习的高维混合模型用于离心泵的叶片优化方法.选用一台低比转速离心泵,以离心泵叶轮叶片为研究对象,通过对叶片型线拟合分离多变量参数,利用支持向量机的高维表示方法,结合计算流体动力学软件,经过对训练集的机器学... 提出了一种基于机器学习的高维混合模型用于离心泵的叶片优化方法.选用一台低比转速离心泵,以离心泵叶轮叶片为研究对象,通过对叶片型线拟合分离多变量参数,利用支持向量机的高维表示方法,结合计算流体动力学软件,经过对训练集的机器学习,构建了离心泵叶片型线优化的代理模型.依据遗传算法求解离心泵多变量代理模型,预测了离心泵效率最高点及在该点时的叶片型线几何参数.运用数值模拟和试验研究的方法验证了预测数据,结果表明:数值模拟性能曲线与试验结果大体相符;在设计工况点,经代理模型优化后的数值模拟效率值较原型泵提高了2.61%,扬程提升了0.82 m,试验效率值较原型泵提高了2.1%,扬程提升了0.75 m. 展开更多
关键词 支持向量机 高维表示方法 代理模型 遗传算法 离心泵 叶片优化
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大弯角串列叶型优化设计与数值分析 被引量：10
3
作者 王掩刚 魏崃 陈为雄 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1469-1474,共6页
以50°弯角多圆弧单列叶栅和串列叶栅为研究对象,应用数值模拟手段对所设计的两类叶栅进行数值分析,获取了其不同来流马赫数条件下的性能和流动细节。应用NSGAⅡ遗传算法结合BP神经网络技术,对串列叶栅的五个关键几何参数进行优化设... 以50°弯角多圆弧单列叶栅和串列叶栅为研究对象,应用数值模拟手段对所设计的两类叶栅进行数值分析,获取了其不同来流马赫数条件下的性能和流动细节。应用NSGAⅡ遗传算法结合BP神经网络技术,对串列叶栅的五个关键几何参数进行优化设计,验证了优化方法的可行性。研究结果表明:在全攻角范围内,串列叶栅的静压比都高于单列叶栅,负攻角范围内,串列叶栅损失低于单列叶栅;经过优化,串列叶栅在大负攻角下的性能略有降低,同时改善了正攻角性能,在4°攻角、0.8马赫数时静压比提升4.3%,总压损失系数降低42%;优化后串列叶栅在全工况范围内性能都要优于单列叶栅,并且串列叶栅最大压比点和最小损失点攻角均向右漂移2°。 展开更多
关键词 串列叶栅 叶型优化 神经网络 遗传算法
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基于PSO-LSSVR代理模型的石化多级离心泵叶轮优化设计 被引量：5
4
作者 李良 李晓俊 +2 位作者 杨顺银 陈小光 朱祖超 《流体机械》 CSCD 北大核心 2023年第9期42-50,共9页
针对加氢进料多级泵的高功耗和低能效的情况,有必要对该泵进行结构优化设计并减少能量损失,引入机器学习,建立了支持向量回归(SVM)代理模型,并采用粒子群优化算法(PSO)解决最小二乘支持向量回归(LSSVR)代理模型的超参数确定问题。以HDB... 针对加氢进料多级泵的高功耗和低能效的情况,有必要对该泵进行结构优化设计并减少能量损失,引入机器学习,建立了支持向量回归(SVM)代理模型,并采用粒子群优化算法(PSO)解决最小二乘支持向量回归(LSSVR)代理模型的超参数确定问题。以HDB型多级离心泵为研究对象,对首级双吸叶轮与次级单吸叶轮的叶片数、进出口角、包角以及出口宽度同时进行了优化,并对优化结果进行了响应分析;用数学性能指标评估了代理模型的精度,通过数值模拟对比了优化前后模型泵的性能。结果表明,PSO-LSSVR代理模型精度高,可以用来预测离心泵的外特性并优化,优化后多级泵的扬程和效率分别提高了3.99%和2.91%,优化后的内部流场更加稳定,更有利于流体的能量转换。 展开更多
关键词 多级离心泵 支持向量机 粒子群算法 叶片优化 数值仿真
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全三维、多叶排内外涵风扇压气机叶型优化研究 被引量：7
5
作者 陈云永 刘波 +3 位作者 马聪慧 高丽敏 石建成 温泉 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期516-521,共6页
以某风扇/压气机为研究对象,采用全三维叶型优化方法对研究对象在整机条件下进行优化设计.对优化前后风扇/压气机进行全三维数值模拟并对计算结果进行对比分析研究,结果表明:优化后在不改变风扇级总压比的情况下设计点附近效率提高1.05%... 以某风扇/压气机为研究对象,采用全三维叶型优化方法对研究对象在整机条件下进行优化设计.对优化前后风扇/压气机进行全三维数值模拟并对计算结果进行对比分析研究,结果表明:优化后在不改变风扇级总压比的情况下设计点附近效率提高1.05%;在近设计点叶型改进后明显改善了风扇和外涵静子主流道的流场结构,根、尖两个截面流场显示采用新叶型后对内、外涵静子通道内流动均有不同程度的改善. 展开更多
关键词 航空 航天推进系统 风扇/压气机 特性 叶型优化 流场分析
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叶片全三维反问题优化设计方法 被引量：8
6
作者 朱阳历 王正明 +1 位作者 陈海生 谭春青 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1045-1053,共9页
基于数值求解Navier-Stokes方程,对叶轮机械叶片全三维反问题优化设计方法进行研究.反问题给定叶片表面的静压分布反求叶型,假设叶表网格点有虚拟移动速度,迭代过程中根据叶表的实际静压和目标静压之差来修改叶型.对单排叶栅进行了反问... 基于数值求解Navier-Stokes方程,对叶轮机械叶片全三维反问题优化设计方法进行研究.反问题给定叶片表面的静压分布反求叶型,假设叶表网格点有虚拟移动速度,迭代过程中根据叶表的实际静压和目标静压之差来修改叶型.对单排叶栅进行了反问题设计,并给出了初步的优化算例,结果能很好地满足目标静压分布,验证了该方法的有效性,计算的时间和精度也适合进行工程应用. 展开更多
关键词 全三维反问题设计 叶片优化 叶轮机械 NAVIER-STOKES方程 激波
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动静叶相互干扰非定常流动特性的数值研究 被引量：4
7
作者 王正明 王嘉炜 《燃气涡轮试验与研究》 2004年第1期12-16,共5页
本文对动静叶相互干扰的非定常流动特性进行了数值研究。研究内容主要涉及两个特定的方面:一方面对叶型优化前后在动静叶干扰的非定常流动条件下的性能进行比较,另一方面对非设计工况有大分离流动的动静叶干扰的特殊性进行研究。
关键词 叶轮机械 非定常流动 动静叶干扰 反问题方法 数值方法 叶型
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叶型中弧线的最大弯度位置对跨音速压气机叶片性能影响的研究 被引量：4
8
作者 陈乃兴 张宏武 +1 位作者 徐燕骥 黄伟光 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期409-412,共4页
本文研究与分析了叶型中弧线的最大弯度位置对跨音速压气机叶片气动性能的影响。采取了注重流动机理的优化方法,对本文算例的风扇叶片进行了优化,改进后所得的叶片的效率比原设计有了较大的提高。
关键词 跨音速压气机气动设计 叶型中弧线最大弯度位置 叶片优化设计
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叶片外形对阻力型管道水轮机的性能影响研究
9
作者 刘铭滨 成思源 +1 位作者 李永健 杨雪荣 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第9期137-144,共8页
阻力型水轮机被广泛应用于低流速场景的小规模水力发电,可安装在管道中为管道监测远传设备实现自供电。为进一步提高阻力型管道水轮机的效率,采用CFD软件对4种不同叶片横截面形状的水轮机进行水动力性能分析,研究不同叶片横截面形状对... 阻力型水轮机被广泛应用于低流速场景的小规模水力发电,可安装在管道中为管道监测远传设备实现自供电。为进一步提高阻力型管道水轮机的效率,采用CFD软件对4种不同叶片横截面形状的水轮机进行水动力性能分析,研究不同叶片横截面形状对阻力型管道水轮机性能的影响;同时提出一种叶片折弯变形优化方法,对水动力性能表现最优的叶片进行折弯处理,并研究不同叶片折弯角对阻力型管道水轮机水动力性能的影响。研究结果表明:在所分析的四种叶片横截面形状中,JJ型叶片总体性能表现最优。当对JJ型叶片增加一个折弯角后,水轮机的效率得到了进一步的提升,且叶片折弯角的最佳取值范围为10°~20°。研究结果可为阻力型管道水轮机的叶片优化设计提供参考。 展开更多
关键词 阻力型水轮机 叶型优化 数值模拟 供水管道 水电开发
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高速高载荷变转速汽轮机扭叶片优化设计及可靠性分析
10
作者 宋选利 周志明 +1 位作者 李玮琪 付学伟 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期34-40,共7页
为了完成高速高载荷系列工业汽轮机的低压级扭叶片的设计和应用,以常规驱动汽轮机叶片为原型,对其末三级扭叶片组进行了全三维气动性能分析;利用自适应差分进化算法对末三级叶片的型线和积叠规律进行了优化设计;然后根据常规强度计算结... 为了完成高速高载荷系列工业汽轮机的低压级扭叶片的设计和应用,以常规驱动汽轮机叶片为原型,对其末三级扭叶片组进行了全三维气动性能分析;利用自适应差分进化算法对末三级叶片的型线和积叠规律进行了优化设计;然后根据常规强度计算结果,选择合适的材料并选择松拉筋配枞树型叶根的结构;最后采用有限元仿真软件对其进行了强度振动和动应力及疲劳分析。结果表明:优化后末三级叶片的气动效率提升约1.61%且强度满足要求;设计末两级动叶片时,优先考虑可靠性,其余级因其强度振动问题相对容易解决,优先考虑气动效率;末级叶片材料可能需要选择钛合金,而枞树型叶根是更可靠的叶根形式;选择抗弯模量大、厚度小的叶型搭配松拉筋有利于增加叶片刚度、减小叶片重量,从而为不调频叶片的设计提供参考。 展开更多
关键词 工业汽轮机 CFD分析 叶片优化 高速高载荷 强度振动 动应力
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基于片条理论的伞形风力机叶片参数优化 被引量：2
11
作者 包道日娜 刘东 +1 位作者 刘旭江 刘嘉文 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第4期45-50,共6页
针对伞形风力机输出特性方面的不足,结合伞形风力机结构的特点,提出收缩角影响因子,并以片条理论为基础构建数学模型,利用MATLAB软件在全年风速为8m/s的风场下以年发电量最大为优化目标,对伞形风力机叶片的弦长、扭角参数进行全局优化... 针对伞形风力机输出特性方面的不足,结合伞形风力机结构的特点,提出收缩角影响因子,并以片条理论为基础构建数学模型,利用MATLAB软件在全年风速为8m/s的风场下以年发电量最大为优化目标,对伞形风力机叶片的弦长、扭角参数进行全局优化。为保证功率计算的准确性,通过CFD的大涡模拟进行功率计算,并将优化结果与原叶片进行比较。结果表明:该方法设计的叶片具有良好的输出特性,在低风速区优化效果显著。在年发电量上优势明显,较原叶片年发电量增加13%。 展开更多
关键词 片条理论 伞形风力机 叶片优化 年发电量 CFD
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潮流能水平轴水轮机叶片优化研究 被引量：5
12
作者 王树杰 盛传明 +2 位作者 袁鹏 谭俊哲 司先才 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期113-118,共6页
叶片对潮流能水轮机的性能有很大的影响,因此对叶片进行优化研究对于提高潮流能水轮机的效率的重大意义。本文对50kW潮流能水平轴水轮机进行了叶片设计,针对水轮机具体的运行环境,以提高水轮机获能为目标,应用遗传算法对叶片弦长和扭角... 叶片对潮流能水轮机的性能有很大的影响,因此对叶片进行优化研究对于提高潮流能水轮机的效率的重大意义。本文对50kW潮流能水平轴水轮机进行了叶片设计,针对水轮机具体的运行环境,以提高水轮机获能为目标,应用遗传算法对叶片弦长和扭角进行了优化设计。通过对比实际工况下水轮机的获能特性得知,优化的叶片获能系数和获能功率较原叶片有所提高,从而证明应用遗传算法进行叶片优化的可行性,为水轮机叶片优化提供了新的方法。 展开更多
关键词 潮流能水平轴水轮机 叶片设计 遗传算法 叶片优化
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基于RBF-HDMR模型与PSO算法的液力透平叶片优化 被引量：4
13
作者 姜丙孝 杨军虎 +1 位作者 王晓晖 苗森春 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期283-292,共10页
针对泵反转作透平时效率偏低的问题,提出将径向基函数与高维模型表示方法结合的混合模型用于液力透平性能优化。以液力透平叶轮叶片为研究对象,用Bezier曲线将叶片型线参数化,分离出代理模型的自变量并确定模型的训练区间,结合Matlab、C... 针对泵反转作透平时效率偏低的问题,提出将径向基函数与高维模型表示方法结合的混合模型用于液力透平性能优化。以液力透平叶轮叶片为研究对象,用Bezier曲线将叶片型线参数化,分离出代理模型的自变量并确定模型的训练区间,结合Matlab、Creo和Fluent软件构建基于叶片型线控制变量的液力透平效率预测代理模型,运用粒子群算法对构造的代理模型在训练区间内全域寻优得出液力透平的最优效率点及对应的叶片几何参数,分别用数值模拟和试验研究的方法验证代理模型的预测数据。结果表明,经代理模型优化后的液力透平数值模拟性能曲线与试验结果大体相符,在最优工况点,优化后的液力透平数值模拟效率值较原型液力透平提升了4.78%,轴功率提升了6.22%;试验效率值较原型液力透平提升了3.7%,轴功率提升了4.8%。 展开更多
关键词 液力透平 叶片优化 径向基函数 高维模型表示方法 粒子群算法
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基于遗传算法的水平轴海流发电机叶片优化方法 被引量：4
14
作者 余龙 周诗尧 李航 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2017年第10期82-87,共6页
提出一种基于遗传算法优化(GA)的水平轴海流发电机叶片优化方法,采用Xfoil和BEMT作为分析工具,适用于二维翼型和三维叶片的多目标优化,并以此为基础编写一套叶片优化程序。该优化方法在增加叶片获能效率和减小推力方面具有显著效果,同... 提出一种基于遗传算法优化(GA)的水平轴海流发电机叶片优化方法,采用Xfoil和BEMT作为分析工具,适用于二维翼型和三维叶片的多目标优化,并以此为基础编写一套叶片优化程序。该优化方法在增加叶片获能效率和减小推力方面具有显著效果,同时对于翼型性能的提升也同样出色。 展开更多
关键词 遗传算法 水平轴海流发电机 翼型优化 叶片优化 叶素动量理论
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基于改进遗传算法的秸秆还田机刀片功耗优化 被引量：4
15
作者 叶翠丽 王娜 +1 位作者 庞硕 闫航 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1290-1298,共9页
为降低秸秆还田机的功耗,以秸秆还田机的刀片为研究对象,对刀片的结构和运动参数进行优化.首先通过分析刀片受力情况建立刀片功耗数学模型,并通过田间试验验证模型的正确性;其次对遗传算法进行改进,使用权威测试函数验证改进后算法的可... 为降低秸秆还田机的功耗,以秸秆还田机的刀片为研究对象,对刀片的结构和运动参数进行优化.首先通过分析刀片受力情况建立刀片功耗数学模型,并通过田间试验验证模型的正确性;其次对遗传算法进行改进,使用权威测试函数验证改进后算法的可行性与优越性;最后使用改进遗传算法对刀片功耗数学模型进行优化,并利用ANSYS Workbench平台对优化前后的刀片进行结构静力学分析.优化结果表明刀片的功耗值由优化前的19.3 kW下降到18.06 kW,降低了6.4%,结构静力学分析结果表明刀片优化后结构的合理性和可行性. 展开更多
关键词 秸秆还田机 刀片功耗 数学模型 改进遗传算法 刀片优化
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双级对转压气机叶型优化研究 被引量：4
16
作者 王雷 刘波 +1 位作者 项效镕 王庆伟 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2010年第7期886-890,共5页
基于商业软件NUMECA的全三维优化设计平台Design3D对某对转压气机的转子1叶片进行了全三维叶片优化设计。优化目标是在控制流量和总压比的情况下,提高其等熵效率。结果表明,转子1工况点效率提升了0.6%,对转压气机整机效率提高近1.5%,总... 基于商业软件NUMECA的全三维优化设计平台Design3D对某对转压气机的转子1叶片进行了全三维叶片优化设计。优化目标是在控制流量和总压比的情况下,提高其等熵效率。结果表明,转子1工况点效率提升了0.6%,对转压气机整机效率提高近1.5%,总压比也略有增加。通过流场分析看出优化叶片性能的提高主要是源于中高部叶展高马赫数区的增加,以及尾迹损失的较小。 展开更多
关键词 对转 压气机 叶型优化 流场分析
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基于机器学习的压气机叶型优化设计
17
作者 赵天铭 柳阳威 唐雨萌 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期914-921,共8页
现代压气机性能需求日趋严苛,叶型优化工作至关重要。近年来遗传算法在叶型优化设计中得到诸多应用,但是传统遗传算法耗时过大,为解决这一问题本文提出了一种应用主成分分析与人工神经网络的流场重构方法,以及基于该方法的快速评估叶型... 现代压气机性能需求日趋严苛,叶型优化工作至关重要。近年来遗传算法在叶型优化设计中得到诸多应用,但是传统遗传算法耗时过大,为解决这一问题本文提出了一种应用主成分分析与人工神经网络的流场重构方法,以及基于该方法的快速评估叶型性能的遗传算法优化流程。数值结果表明,基于该优化流程的寻优结果预测静压比与CFD计算值的误差低于0.1%,能够有效对叶型性能进行预测;并且该寻优结果与原始叶型相比静压比提升14.7%,效果可观。 展开更多
关键词 数据降维 人工神经网络 机器学习 叶型优化 压气机
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叶尖形式对潮流能水轮机性能及尾流的影响
18
作者 董霞 司先才 +3 位作者 袁鹏 谭俊哲 刘永辉 王树杰 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期542-548,共7页
以水平轴潮流能水轮机作为研究对象,采用试验与仿真相结合的方法,研究叶尖优化处理对于水轮机水动力性能、尾流恢复及叶尖涡控制的影响。结果表明:叶尖优化模型能有效减弱叶尖处从压力面向吸力面的回流,大幅减轻叶尖涡整体的强度,对加... 以水平轴潮流能水轮机作为研究对象,采用试验与仿真相结合的方法,研究叶尖优化处理对于水轮机水动力性能、尾流恢复及叶尖涡控制的影响。结果表明:叶尖优化模型能有效减弱叶尖处从压力面向吸力面的回流,大幅减轻叶尖涡整体的强度,对加速水轮机尾流的恢复、提高水轮机的水动力学性能具有积极作用。研究显示与基础叶片水轮机模型相比,叶尖优化水轮机模型的获能系数整体增加1.92%。 展开更多
关键词 叶尖涡 潮流能 水槽试验 叶片优化
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基于Internet网络的主从式并行遗传算法及其在叶栅优化中的应用 被引量：3
19
作者 宋立明 丰镇平 李军 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2004年第5期576-579,共4页
为了解决遗传算法在优化中由于适应度评价很费时而导致计算时间过长的问题 ,本文发展了一种基于In ternet网络实现的主从式并行遗传算法。在函数优化的测试实验中 ,通过控制待优化函数适应度评价的时间 ,验证了主从式模型在适应度评价... 为了解决遗传算法在优化中由于适应度评价很费时而导致计算时间过长的问题 ,本文发展了一种基于In ternet网络实现的主从式并行遗传算法。在函数优化的测试实验中 ,通过控制待优化函数适应度评价的时间 ,验证了主从式模型在适应度评价很费时且远远超过通讯时间时将获得接近于线性的加速比 ,讨论了主从式并行遗传算法应用于气动性能优化中的可行性。通过二维叶栅的优化算例 。 展开更多
关键词 主从式并行遗传算法 气动优化设计 适应度评价
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基于改进型动量BP神经网络算法的风扇叶片性能优化研究 被引量：3
20
作者 刘波 靳军 +2 位作者 郑舒桐 南向谊 陈云永 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期266-269,共4页
为探索叶片优化设计的新途径,获得具有更高气动性能的各类叶片,使用了一种改进型变学习率动量BP神经网络算法和非均匀有理B样条函数法相结合的方法,对某风扇压气机的第2级转子叶片特别是针对其根部基元级进行了气动优化改型设计;通过对... 为探索叶片优化设计的新途径,获得具有更高气动性能的各类叶片,使用了一种改进型变学习率动量BP神经网络算法和非均匀有理B样条函数法相结合的方法,对某风扇压气机的第2级转子叶片特别是针对其根部基元级进行了气动优化改型设计;通过对转子叶片和整个风扇压气机优化设计前后气动性能的对比分析,表明该优化设计方法确实可行,能够改善转子叶片以及整个风扇压气机的气动性能,使整机的效率和压比分别增长了0.379 4%以及0.225 4%,达到了优化的目的。 展开更多
关键词 变学习率 神经网络 叶片优化
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