船舶汽轮机优化设计

船舶汽轮机是船舶动力装置中关键设备之一,且随着汽轮机大功率的发展趋势,其重量体积进一步增加,这给设备的设计安装带来困难,并严重影响船舶的机动性。因此,有必要在汽轮机设计中,应用优化技术寻找设计参数的最优组合,以减小汽轮机的重量或体积。建立船舶汽轮机设计计算数学模型,对其重量受冷凝器压力、高低压缸功率比和低压缸末级径高比影响的敏感性进行分析。以船舶汽轮机重量最小为目标函数,在满足一定的结构及性能约束条件下,利用混合粒子群算法对其进行优化设计。研究结果显示,采用优化方案后,汽轮机重量减小了3.13%。最后对优化结果进行了分析,指明了汽轮机优化设计的方向。     

核动力设备耦合优化设计研究

核动力设备重量是评价核动力装置性能的标准之一。蒸汽发生器与稳压器是反应堆一回路中的重要设备,在保证实现其各自功能的前提下,降低这2个设备的重量能提高整个核动力装置的性能。本工作基于秦山核电厂相关设备资料,自主开发了对蒸汽发生器和稳压器进行重量优化设计的计算程序,采用粒子群 模拟退火方法开展多参数优化设计。结果表明,通过参数的重新组合优化,2个设备重量之和减少了18.61%,优化效果显著,相关结果可作为工程设计参考。     

基于无网格的数值模态匹配法求解消声器声学特性

应用全局弱式无网格方法求解消声器的横向模态,使用模态匹配技术求解其传递损失。计算了圆形穿孔管阻性消声器的横向模态和传递损失,计算结果与解析方法和有限元方法计算结果吻合较好,且节省计算时间。     

基于混合遗传算法的稳压器优化设计

本文建立了电加热式稳压器容积及重量计算的数学模型,编制了相应的计算机程序,在此基础上,对稳压器容积及重量受一回路运行压力和反应堆冷却剂出口温度影响的敏感性进行了分析。在选取合理的优化变量及约束条件后,利用混合遗传算法对稳压器重量进行了优化设计,计算结果显示,与原方案相比,采用优化方案后稳压器重量减小了153%,优化效果显著。     

全局弱式无网格方法求解消声器横向模态

应用全局弱式无网格方法求解消声器的横向模态,使用径向基函数点插值法离散本征方程,使用伽辽金加权残数法进行数值积分。分别应用全局弱式无网格方法计算了圆形截面,不规则截面以及含有穿孔截面的本征值和本征向量,计算结果与解析方法和二维有限元方法计算结果吻合较好,并且与二维有限元方法相比,全局弱式无网格方法比较节省计算时间。进而分析了支持域的尺寸以及径向基函数中形状参数对计算精度的影响。