CN107729699B - 一种基于matlab的增压器涡轮叶轮设计优化方法 - Google Patents
一种基于matlab的增压器涡轮叶轮设计优化方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107729699B CN107729699B CN201711172898.0A CN201711172898A CN107729699B CN 107729699 B CN107729699 B CN 107729699B CN 201711172898 A CN201711172898 A CN 201711172898A CN 107729699 B CN107729699 B CN 107729699B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- turbine
- design
- matlab
- dimensional
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
本发明属于增压器涡轮叶轮的设计优化方法技术领域,具体涉及一种基于MATLAB的增压器涡轮叶轮设计优化方法,包括以下具体步骤:将预先确定的增压器涡轮叶轮的一维设计参数和三维叶轮多目标控制范围批量化设计数据参数输入到Excel表格;涡轮子午面一维设计参数读取模块,MATLAB读取预先编辑好的涡轮叶轮一维Excel表格数据,将读取的Excel表格数据内容导入到MATLAB的工作空间中,同时MATLAB显示数据内容;通过储存在Excel表格中涡轮叶形数据,通过CFD软件仿真涡轮流场计算结果,返回Excel表格进行数据比较统计分析,最终获得多方案的最优化方案。
Description
技术领域
本发明属于增压器涡轮叶轮的设计优化方法技术领域,具体涉及一种基于MATLAB的增压器涡轮叶轮设计优化方法。
背景技术
传统发动机是靠燃料在汽缸内燃烧作功来产生功率的,由于输入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制,因此发动机所产生的功率也会受到限制,再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入汽缸来增加燃料量,从而提高燃烧作功能力。涡轮增压器是就是一种可以使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置,同时有效降低发动机燃油消耗率。
近些年发动机增压技术得到了快速发展,增压技术在降低排放、提升功率、高原性能恢复等方面发挥着重要的作用。
涡轮叶轮作为涡轮增压器的核心部件,其中涡轮叶轮叶形气动设计是涡轮设计的关键所在,叶形设计参数众多,参数组合情况复杂,传统设计方法多根据经验方法进行单方案设计,该方法计算速度慢、效率低,且不能同时进行多目标参数全局优化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种效率高,且能进行多目标方案涡轮叶轮参数设计,同时进行多目标优化的基于MATLAB的增压器涡轮叶轮的设计优化方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:
一种基于MATLAB的增压器涡轮叶轮设计优化方法,包括以下步骤:
S1、将预先确定的增压器涡轮叶轮的一维设计参数和三维叶轮多目标控制范围批量化设计数据参数输入到Excel表格;
S2、涡轮子午面一维设计参数读取模块读取预先编辑好的涡轮叶轮一维Excel表格数据,将读取的Excel表格数据内容导入到MATLAB的工作空间中,同时MATLAB显示数据内容;
S3、三维叶形设计模块读取Excel表格中三维涡轮多目标批量化设计数据参数,MATLAB按照三维涡轮多目标批量化设计范围数据参数,对工作空间的一维叶形数据进行涡轮流线数据计算,MATLAB对数据计算结果以图形方式展示;
S4、多目标批量化计算结果输出和数据保存模块将MATLAB计算的叶轮设计方案数据结果,以叶片流面数据文件格式,存储在Excel表格文件中;
S5、利用存储在Excel表格文件中的涡轮叶形设计数据,直接用于绘图软件直接建模。
还包括编制涡轮叶轮三维叶形生成计算算法,S3中涡轮流线数据计算按照该计算算法进行计算。
S2中MATLAB对所读取的Excel表格数据进行完整性检查。
还包括可视化界面模块,且在可视化界面模块中预先编辑增压器涡轮一维设计参数对话框、涡轮三维设计输入参数对话框和涡轮叶形设计结果参数对话框。
S2中的涡轮子午面一维设计参数读取模块可将所读取的Excel表格内容与可视化界面模块中相应对话框的数据排列一一对应的方式赋值给涡轮一维设计模块参数对话框;S4中的多目标批量化计算结果输出和数据保存模块将MATLAB计算的叶轮设计方案数据结果,以叶片流面数据文件格式,存储在Excel表格文件中,同时在可视化界面模块中以图形界面显示。
将多目标计算结果存储在Excel表格文件中的涡轮叶形设计数据,用于CAD软件直接建模和CFD流场建模仿真,利用在目标范围内的批量叶轮参数化数据进行的CFD仿真计算结果,返回Excel表格进行大数据比较统计分析,最终获得多方案的最优化方案。
与现有技术相比,本发明所具有的有益效果是:
本方法预先将涡轮叶轮一维设计参数及涡轮三维设计参数输入到指定的Excel表格文件中,且通过调用MATLAB函数实现涡轮叶轮叶形设计优化程序的后台运行,完成涡轮计算过程中大量的数学计算难题,通过利用Excel表格的便捷性,完成批量多目标参数的涡轮叶轮设计,提高了叶轮叶形设计效率,且整个计算过程中,计算参数及计算结果参数通过可视化界面模块的对话框展示给用户,简洁明了;通过储存在Excel表格中涡轮叶形数据,通过CFD软件仿真涡轮流场计算结果,返回Excel表格进行数据比较统计分析,最终获得多方案的最优化方案。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,一种基于MATLAB的增压器涡轮叶轮的设计优化方法,该***设计包括利用MATLAB/GUI模块开发的涡轮一维设计参数读取,三维叶形设计计算,多目标批量化结果输出和数据保存。其流程为:数据读取模块(涡轮子午面一维设计参数读取模块)读取预先编辑好的涡轮叶轮一维参数并进行检查,并对读入数据内容进行判断是否正确;数据读取模块将读取的数据内容导入到MATLAB的工作空间中,在可视化界面模块中可视化显示,叶形计算模块根据预设多目标参数范围进行三维设计进行涡轮流线数据计算,多目标批量化输出涡轮叶片计算流面数据文件结果,利用存储涡轮叶形设计大数据,进行批量化CFD仿真,最终获得多目标参数的最优化方案。
具体步骤如下:
将预先确定的增压器涡轮叶轮的一维设计参数和三维叶轮批量化设计数据参数输入到Excel表格;
编制涡轮叶轮三维叶形生成计算算法;
涡轮一维设计参数读取模块,MATLAB读取预先编辑好的涡轮叶轮一维Excel表格数据,并对所读取的Excel表格数据进行完整性检查,将读取的Excel表格数据内容导入到MATLAB的工作空间中,同时MATLAB显示数据内容;
三维叶形设计模块,读取Excel表格中三维叶轮多目标批量化设计数据参数,MATLAB按照三维叶轮多目标批量化设计范围数据参数,对工作空间的一维叶形数据进行涡轮流线数据计算,计算按照预先定义的三维叶形设计算法进行,MATLAB对数据计算结果以图形方式展示给用户;
多目标批量化计算结果输出和数据保存模块将MATLAB计算的叶轮设计方案数据结果,以叶片流面数据文件格式,存储在Excel表格文件中;
利用存储在Excel表格文件中的涡轮叶形设计数据,直接用于CAD软件直接建模,利用在目标范围内的批量涡轮参数化数据进行的CFD仿真计算结果,返回Excel表格进行大数据比较统计分析,最终获得多方案的最优化方案。
的用于增压器涡轮叶轮设计优化设计***包括可视化界面模块,且在可视化界面模块中预先编辑增压器涡轮一维设计参数对话框、叶轮三维设计输入参数对话框和叶轮叶形设计结果参数对话框,
涡轮一维设计参数读取模块可将所读取的Excel表格内容与可视化界面模块中相应对话框的数据排列一一对应的方式赋值给涡轮一维设计模块参数对话框;
数据保存模块将MATLAB计算的涡轮设计方案数据结果,以叶片流面数据文件格式,存储在Excel表格文件中,同时在可视化界面模块中以图形界面显示。
在于***计算结果存储在Excel表格文件中的涡轮叶形设计数据,可以直接用于CAD软件直接建模,同时用于CFD流场建模仿真,同时将批量化涡轮参数化数据进行的CFD仿真计算结果,返回Excel表格进行数据比较统计分析,最终获得多方案的最优化方案。
上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施例,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化,各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于MATLAB的增压器涡轮叶轮设计优化方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将预先确定的增压器涡轮叶轮的一维设计参数和三维叶轮多目标控制范围批量化设计数据参数输入到Excel表格;
S2、涡轮子午面一维设计参数读取模块读取预先编辑好的涡轮叶轮一维Excel表格数据,将读取的Excel表格数据内容导入到MATLAB的工作空间中,同时MATLAB显示数据内容;
S3、三维叶形设计模块读取Excel表格中三维涡轮多目标批量化设计数据参数,MATLAB按照三维涡轮多目标批量化设计范围数据参数,对工作空间的一维叶形数据进行涡轮流线数据计算,MATLAB对数据计算结果以图形方式展示;
S4、多目标批量化计算结果输出和数据保存模块将MATLAB计算的叶轮设计方案数据结果,以叶片流面数据文件格式,存储在Excel表格文件中;
S5、利用存储在Excel表格文件中的涡轮叶形设计数据,直接用于绘图软件直接建模;
其中,将多目标计算结果存储在Excel表格文件中的涡轮叶形设计数据,用于CAD软件直接建模和CFD流场建模仿真,利用在目标范围内的批量叶轮参数化数据进行的CFD仿真计算结果,返回Excel表格进行大数据比较统计分析,最终获得多方案的最优化方案。
2.根据权利要求1所述的一种基于MATLAB的增压器涡轮叶轮设计优化方法,其特征在于,还包括编制涡轮叶轮三维叶形生成计算算法,S3中涡轮流线数据计算按照该计算算法进行计算。
3.根据权利要求1所述的一种基于MATLAB的增压器涡轮叶轮设计优化方法,其特征在于,S2中MATLAB对所读取的Excel表格数据进行完整性检查。
4.根据权利要求1所述的一种基于MATLAB的增压器涡轮叶轮设计优化方法,其特征在于,还包括可视化界面模块,且在可视化界面模块中预先编辑增压器涡轮一维设计参数对话框、涡轮三维设计输入参数对话框和涡轮叶形设计结果参数对话框。
5.根据权利要求4所述的一种基于MATLAB的增压器涡轮叶轮设计优化方法,其特征在于,S2中的涡轮子午面一维设计参数读取模块可将所读取的Excel表格内容与可视化界面模块中相应对话框的数据排列一一对应的方式赋值给涡轮一维设计模块参数对话框;S4中的多目标批量化计算结果输出和数据保存模块将MATLAB计算的叶轮设计方案数据结果,以叶片流面数据文件格式,存储在Excel表格文件中,同时在可视化界面模块中以图形界面显示。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711172898.0A CN107729699B (zh) | 2017-11-22 | 2017-11-22 | 一种基于matlab的增压器涡轮叶轮设计优化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711172898.0A CN107729699B (zh) | 2017-11-22 | 2017-11-22 | 一种基于matlab的增压器涡轮叶轮设计优化方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107729699A CN107729699A (zh) | 2018-02-23 |
CN107729699B true CN107729699B (zh) | 2021-05-14 |
Family
ID=61217966
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201711172898.0A Active CN107729699B (zh) | 2017-11-22 | 2017-11-22 | 一种基于matlab的增压器涡轮叶轮设计优化方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107729699B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110781240A (zh) * | 2019-11-04 | 2020-02-11 | 厦门大学 | 一种赤潮数据可视化的挖掘与应用方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7624372B1 (en) * | 2003-04-16 | 2009-11-24 | The Mathworks, Inc. | Method for integrating software components into a spreadsheet application |
CN202431307U (zh) * | 2012-02-01 | 2012-09-12 | 大同北方天力增压技术有限公司 | 一种混流涡轮增压器的涡轮 |
CN104408248A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-03-11 | 宁波威孚天力增压技术有限公司 | 一种基于matlab的发动机与增压器的自动匹配方法 |
CN105022879A (zh) * | 2015-07-21 | 2015-11-04 | 江苏大学 | 一种离心泵非定常特性的联合仿真分析方法 |
CN105298548A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-02-03 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | 一种微型燃机涡轮叶轮的设计方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7629764B2 (en) * | 2006-02-03 | 2009-12-08 | Bae Systems Land & Armaments L.P. | Nonlinear motor control techniques |
US8594217B2 (en) * | 2011-12-06 | 2013-11-26 | The Mathworks, Inc. | Parallel implementation of maximum a posteriori probability decoder |
-
2017
- 2017-11-22 CN CN201711172898.0A patent/CN107729699B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7624372B1 (en) * | 2003-04-16 | 2009-11-24 | The Mathworks, Inc. | Method for integrating software components into a spreadsheet application |
CN202431307U (zh) * | 2012-02-01 | 2012-09-12 | 大同北方天力增压技术有限公司 | 一种混流涡轮增压器的涡轮 |
CN104408248A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-03-11 | 宁波威孚天力增压技术有限公司 | 一种基于matlab的发动机与增压器的自动匹配方法 |
CN105022879A (zh) * | 2015-07-21 | 2015-11-04 | 江苏大学 | 一种离心泵非定常特性的联合仿真分析方法 |
CN105298548A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-02-03 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | 一种微型燃机涡轮叶轮的设计方法 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
Turbocharging of Diesel Engine for Improving Performance and Exhaust Emissions A Review;Mohd Muqeem .etal;《IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering》;20150831;第12卷(第4期);22-29页 * |
汽油机瞬态工况性能测评及数值仿真方法研究;唐琦军;《中国博士学位论文全文数据库——工程科技II辑》;20170215(第2期);104-105页 * |
涡轮钻具叶片设计及CFD分析;贾雷;《中国优秀硕士学位论文全文数据库——工程科技I辑》;20140515(第5期);14-17,22-25,30-38页 * |
车用涡轮增压器试验台技术研究;张卫波 等;《福州大学学报(自然科学版)》;20151031;第43卷(第5期);653-657页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107729699A (zh) | 2018-02-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108959231B (zh) | 一种基于可配置模型的纯电动汽车仿真报告生成方法及装置 | |
CN110765523A (zh) | 一种基于bim技术的深基坑围护结构快速构建方法 | |
CN108153998A (zh) | 离心鼓风机叶轮的全三维气动优化设计方法 | |
CN115906718B (zh) | 一种旋转机械cfd*** | |
CN107784188B (zh) | 一种基于matlab的增压器压气机叶轮设计优化方法 | |
CN109359349B (zh) | 电厂汽轮机厂房通风模块化模拟计算方法及*** | |
CN100365640C (zh) | 基于文件的复杂产品数字化模型集成设计方法 | |
CN107145651B (zh) | 基于inp文件的abaqus三维无限元边界快速建模方法 | |
CN105957149A (zh) | 一种适用于高效渲染的城市三维模型数据预处理方法 | |
CN107729699B (zh) | 一种基于matlab的增压器涡轮叶轮设计优化方法 | |
WO2024113835A1 (zh) | 一种风扇模型的生成方法和装置 | |
CN105095568A (zh) | 一种用于大型风机的快速建模方法 | |
CN113221422A (zh) | 基于非线性流体数据信息处理技术的流体仿真模拟方法 | |
CN111444557B (zh) | 基于ansys与matlab数据接口的cfd数值模拟优化设计方法 | |
CN102831230B (zh) | 一种混合动力总成的部件选型方法及*** | |
CN108052751A (zh) | 一种数据分析模型的建模方法 | |
CN105653772B (zh) | 一种pbx***颗粒压制成型数值模拟自动化建模方法及*** | |
CN111898052A (zh) | 一种轻量化bim模型的web端在线显示方法 | |
CN204732008U (zh) | 一种农用收割机虚拟维修*** | |
CN109472094A (zh) | 排气吊挂点优化分析方法及*** | |
CN115481510A (zh) | 基于改进nsga-ⅱ算法的径向压气机叶片多工况优化方法及装置 | |
CN111199086A (zh) | 三维几何离散化处理*** | |
CN107831672A (zh) | 智慧能源***可视化优化设计运行一体化装置及方法 | |
CN113569419B (zh) | 一种液体火箭发动机三维总装模型快速生成***及方法 | |
CN106354913A (zh) | 一种用于斜齿轮传动***参数化设计平台及使用方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |