90°彎管的三段彎曲式管形優化設計

90°弯管的三段弯曲式管形优化设计

本文刊登於《機械科學與技術》2019年第1期

摘要:90°彎曲導管是航空管路系統的常見形式,但是傳統一段彎曲方式,在高壓高速流體流經時,會產生較大的渦流區,易引發流體噪音和管道結構振動。本文以肘形導管為例,研究了三段彎曲式管形優化設計。首先,根據渦流區和二次流的產生位置,提出三段彎曲方式的兩種肘形導管設計方案。然後,以減小彎曲段和出口段渦流平均值為目標,採用線性近似約束優化算法(COBYLA),對三段彎曲肘形導管對應的4個管形參數進行尺寸優化。優化結果表明,三段彎曲方式渦流減少6.29%,截面二次流最大速率降低51.97%,流經彎曲段的壓力損失降低12.64%。最後,討論了管徑、壓力、流速等因素對優化結果的影響,給出最優管形參數的取值範圍。該設計為航空管路的彎管設計和消脈減振提供了技術手段。

原文鏈接:http://journals.nwpu.edu.cn/jxkxyjs/FileUp/HTML/20190121.htm

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