Конференции ИВТ СО РАН

VII Всероссийская конференция молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям (с участием иностранных ученых)

1-3 ноября 2006 года, Красноярск, Россия

Тезисы докладов

Математическое моделирование

Оптимизация формы рабочего колеса гидротубрины с использованием уравнений Эйлера и генетического алгоритма

Банников Д.В.

ИВТ СО РАН (Новосибирск)

Гидродинамическое моделирование форм компонент гидротурбин, то есть выбор их геометрических параметров, при которых выполняются предъявляемые к турбинам требования, является чрезвычайно актуальной задачей. В работе рассматривается один из способов автоматизированного проектирования и оптимизации проточной части рабочего колеса радиальноосевой гидротурбины, основывающийся на последовательности расчётов трёхмерных течений в межлопастном канале рабочего колеса и выборе формы, обеспечивающей минимум заданных целевых функционалов [1]. Использование при этом уравнений Эйлера оправдано быстротой их численного решения и малостью влияния на поток в рабочем колесе вязких эффектов. Однако, явный расчёт потерь энергии в этом приближении невозможен. Поэтому в работе формулируются целевые функционалы, позволяющие косвенно учитывать различные виды потерь через улучшение кинематических свойств потока.

Вариация формы рабочего колеса проводится за счёт изменения угловой координаты срединной поверхности лопасти и изменения меридиональной проекции лопасти и проточного тракта.

Для параметризации формы лопасти используется подход с относительным представлением угловой координаты срединной поверхности лопасти в виде бикубического полинома с 16-ю свободными параметрами. Для параметризации меридиональной проекции рабочего колеса используется 8 параметров, позволяющие изменять форму обода, ступицы, входной и выходной кромок лопасти.

Нелинейность функционалов, наличие большого числа варьируемых па-раметров, а так же большое количество 3-х мерных гидродинамических рас-чётов приводит к необходимости выбора эффективного алгоритма поиска глобального экстремума заданного функционала. Применение генетических алгоритмов обусловлено тем, что в подобных задачах они оказываются существенно лучше других традиционных методов [2]. Кроме того, алгоритм легко поддаётся распараллеливанию. В работе предлагается модифицированный вариант одного из генетических алгоритмов (Breeder Genetic Algorithm).

Решен ряд задач по оптимизации лопасти, представлен анализ получен-ных результатов.

1. Лобарева И.Ф., Скороспелов В.А., Турук П.А., Черный С.Г., Чирков Д.В. Об одном подходе к оптимизации формы лопасти гидротурбины // Вычислительные технологии, 2005, Т. 10, N 6, с. 52-73.

2. Mitchell M., An introduction to Genetic Algorithms // MIT Press, 1996.

Научный руководитель - канд. физ.-мат. наук, доц. С.Г. Чёрный

Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии
Обратная связь

[Головная страница]
[Конференции]