Modeliranje črpalk s parametričnim modelom CFD

Žvab, Gregor (avtor), Hočevar, Marko (mentor)

V magistrskem delu smo obravnavali uporabo meta modela na parametriziranem numeričnem modelu izstopnega ohišja centrifugalnega dvojčka. Ker je eksperimentalno preizkušanje strojev precej drago in zamudno delo, se numerično modeliranje postavlja vse bolj ob bok eksperimentalnemu modeliranju. V kombinaciji z numeričnimi izračuni lahko uporabimo tudi pristop state of the art z meta modelom. Pristop poleg numeričnega modeliranja zajema različne tehnike statističnih in matematičnih metod. Parametričnemu numeričnemu modelu lahko spreminjamo vhodne parametre in opazujemo odziv. S pravilno metodo za vzorčenje simulacij in aproksimacijo odziva znotraj opazovanega območja med vzorci pridobimo opazovan odziv. Odziv hkrati služi tudi za izhodišče optimizacijskim metodam za iskanje želenega optimuma v odzivu. V našem primeru smo spreminjali vhodne geometrijske parametre v izstopnemu ohišju črpalke na predpisan način in tako pridobili odziv o tokovnih razmerah v širokem področju specifičnih hitrosti črpalke. Poudarek je na brezdimenzijski predstavitvi rezultatov ter predvsem v energijskih izgubah znotraj izstopnega ohišja. Rezultate smo primerjali z literaturo in v precejšnji meri dobili dobro ujemanje. Hkrati smo analizirali še preostale fizikalne zakonitosti, ki vladajo v tem segmentu pretočnega trakta črpalke. V rezultatih smo predstavili tudi optimalne oblike izstopnega ohišja, ki smo jih pridobili z uporabo optimizacijske metode na podlagi genetskih algoritmov.

• Jezik: Slovenski jezik
• Ključne besede: centrifugalne črpalke numerično modeliranje parametrizacija geometrije meta model optimizacija geometrije
• Vrsta gradiva: Magistrsko delo/naloga
• Organizacija: FS - Fakulteta za strojništvo
• Leto izida: 2017
• PID: 20.500.12556/RUL-97581
• Datum objave v RUL: 27.10.2017

Sekundarni jezik

• Jezik: Angleški jezik
• Naslov: Modeling of pumps with a CFD parametric model

Izvleček

In this master's thesis we discuss the use of a meta model on a parameterized numerical model of a double suction centrifugal pump. Compared to numerical modelling of machines which become enforced with each passing day, experimental testing of machines is expensive as well as time consuming. Combined with numerical calculations a state of the art approach with a meta model can be applied. A state of the art approach with a meta model covers various techniques of statistical and mathematical methods. The input parameters of numerical model may be subject to change. Using a correct sampling method for simulations and an approximation of the response within the observed region, an observed response is obtained. The response may also serve as a base for optimization methods in order to find the global optimum in the response. In this case, the input geometric parameters of the outlet casing pump have been changed in the prescribed manner and so the flow condition response in wide range of pump specific speeds are obtained. The results were compared to the literature and showed a high degree of compliance. Simultaneously, We have analyzed the remaining hydraulic conditions in this segment of the pump. In the results we have presented the optimal geometry of the outlet casing, which was obtained using an optimization method based on genetic algorithms.

• Ključne besede: centrifugal pump numerical modeling parameterization of geometry meta model geometry optimization