水力発電所管理のための多目的逆最適化に基づく遠心ポンプインペラの新しい設計

インペラは遠心ポンプの中心的なコンポーネントと見なされ、全体的な性能を決定する上で重要な役割を果たします。設計パラメータの複雑さや設計プロセスの時間的コストによる課題を克服することは、広範な採用に対する持続的な障害となっています。本研究では、ANSYS-CFX 2023ソフトウェアを革新的な逆設計手法と統合し、遠心ポンプシステム内のインペラ設計を最適化しました。我々の調査は画期的な洞察を示し、インペラ性能に対するブレード負荷とシャフト表面形状の両方の重要な影響を浮き彫りにしています。特に、負荷の最適化を通じて、遠心ポンプの効率が大幅に向上し、それぞれ1.0 Qおよび0.8 Qの流れの条件下で、1.8%および1.7%の改善が達成されました。さらに、対応する流れの条件下で0.44%および0.36%の効率向上が達成されました。ブレード負荷およびシャフト表面構成の最適化は、インペラ内でのより均質な内部流動パターンを促進しました。これらの新しい発見は、遠心ポンプインペラ設計の理論的基礎に実質的に寄与し、エンジニアがその性能を向上させるための貴重な参考を提供します。我々のANSYS-CFXソフトウェアと逆設計手法の活用は、インペラ設計の進展に向けた有望な道筋を示しており、最終的には遠心ポンプの優れた効率と性能をもたらすことにつながります。