| 摘要 | 第1-9页 |
| Abstract | 第9-11页 |
| 第一章 绪论 | 第11-19页 |
| ·离心泵水力设计现状 | 第11-13页 |
| ·相似换算法 | 第11页 |
| ·速度系数法 | 第11-12页 |
| ·加大流量的设计方法 | 第12页 |
| ·面积比原理 | 第12页 |
| ·低比转速离心泵无过载设计 | 第12-13页 |
| ·低比转速离心泵复合叶轮设计 | 第13页 |
| ·离心泵优化研究现状综述 | 第13-16页 |
| ·演化算法 | 第13-14页 |
| ·梯度优化算法 | 第14页 |
| ·基于试验设计的响应面优化算法 | 第14-15页 |
| ·其他智能优化算法 | 第15-16页 |
| ·基于伴随方法的离心泵叶轮优化研究背景 | 第16-17页 |
| ·课题意义 | 第16页 |
| ·课题国内外研究现状 | 第16页 |
| ·课题的思路及应用背景 | 第16-17页 |
| ·伴随方法的引入及优势 | 第17页 |
| ·本文研究工作 | 第17-19页 |
| 第二章 伴随方法的原理及算法 | 第19-22页 |
| ·基于梯度的水力优化方法 | 第19页 |
| ·基于伴随方法的水力优化原理 | 第19-22页 |
| ·伴随方程的推导 | 第20-22页 |
| 第三章 基于欧拉方程的离心泵叶轮伴随优化研究 | 第22-37页 |
| ·流动控制方程及其边界条件 | 第22-23页 |
| ·RANS方程 | 第22页 |
| ·标准k-ε模型 | 第22-23页 |
| ·流动控制方程边界条件 | 第23页 |
| ·伴随方程及边界条件推导 | 第23-34页 |
| ·优化目标函数 | 第23-24页 |
| ·Euler方程及其边界条件 | 第24-25页 |
| ·基于Euler方程的伴随方程及其边界条件 | 第25-34页 |
| ·三维伴随方程数值求解 | 第34-35页 |
| ·空间有限元离散 | 第34页 |
| ·边界条件 | 第34-35页 |
| ·目标函数最终增广型梯度求解 | 第35页 |
| ·优化设计流程 | 第35-36页 |
| ·结论 | 第36-37页 |
| 第四章 基于N-S方程的离心泵叶轮伴随优化研究 | 第37-62页 |
| ·Navier-Stokes方程及其边界条件 | 第37-38页 |
| ·Navier-Stokes方程的数学表达形式 | 第37页 |
| ·Navier-Stokes方程边界条件 | 第37-38页 |
| ·伴随方程及其边界条件 | 第38-51页 |
| ·基于Navier-Stokes方程的伴随方程 | 第38-41页 |
| ·基于N-S方程的伴随方程边界条件 | 第41-51页 |
| ·给定目标函数下基于N-S方程的伴随优化 | 第51-61页 |
| ·目标函数 | 第51页 |
| ·伴随方程 | 第51页 |
| ·伴随方程边界条件 | 第51-55页 |
| ·目标函数最终增广型梯度求解 | 第55-57页 |
| ·Comsol伴随变量场求解 | 第57-61页 |
| ·PDE模块接口的选择及边界条件设置 | 第61页 |
| ·结论 | 第61-62页 |
| 第五章 基于Euler方程的离心泵叶轮伴随优化设计算例分析 | 第62-100页 |
| ·计算模型的建立 | 第62-64页 |
| ·给定初始叶片 | 第62-64页 |
| ·计算域的划分 | 第64页 |
| ·模型网格划分 | 第64-67页 |
| ·网格分类 | 第64-65页 |
| ·算例网格划分 | 第65-67页 |
| ·网格无关性检验 | 第67页 |
| ·Comsol流场求解 | 第67-69页 |
| ·模块接口的选择及边界条件设置 | 第68页 |
| ·求解器设置与收敛性判定 | 第68-69页 |
| ·Comsol伴随变量场求解 | 第69-81页 |
| ·伴随方程的推导与Comsol系数型偏微分方程系数的推导 | 第69-80页 |
| ·PDE模块接口的选择及边界条件设置 | 第80-81页 |
| ·Comsol中各变量定义方式与MATLAB叶片更新设计程序 | 第81-85页 |
| ·各变量的处理 | 第81-85页 |
| ·最终目标函数的梯度矢量计算及叶片形状更新 | 第85页 |
| ·计算结果与数据输出 | 第85-88页 |
| ·叶轮扬程与水力效率的预测 | 第86-87页 |
| ·伴随变量场的求解与数据输出 | 第87-88页 |
| ·优化结果分析与讨论 | 第88-99页 |
| ·优化迭代过程中叶片型线及水力性能的变化 | 第88-91页 |
| ·水力性能的比较 | 第91页 |
| ·优化过程中泵内流场的模拟分析 | 第91-94页 |
| ·优化过程中PDE求解域伴随变量场的模拟分析 | 第94-99页 |
| ·小结 | 第99-100页 |
| 结论 | 第100-101页 |
| 1. 结论 | 第100页 |
| 2. 存在的不足与展望 | 第100-101页 |
| 参考文献 | 第101-107页 |
| 致谢 | 第107-108页 |
| 附录A 攻读硕士学位期间发表的论文 | 第108-109页 |
| 附录B 叶片型线参数化控制Taylor展开式变量系数的MATLAB反推 | 第109-110页 |
| 附录C 论文算例相关变量的MATLAB语言表述 | 第110-112页 |
| 附录D 初次优化过程的叶片形状更新MATLAB程序 | 第112-113页 |
