基于遗传算法的轴流风机气动性能分析及优化研究

作     者：章珈彬 江俊 李语亭 王利亚 ZHANG Jiabin;JIANG Jun;LI Yuting;WANG Liya

作者机构：合肥华凌股份有限公司安徽合肥230601 美的集团冰箱事业部安徽合肥230601 

出 版 物：《家电科技》 (Journal of Appliance Science & Technology)

年 卷 期：2024年第4卷第4期

页      面：110-115,121页

学科分类：12[管理学] 083002[工学-环境工程] 1204[管理学-公共管理] 120402[管理学-社会医学与卫生事业管理(可授管理学、医学学位)] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0837[工学-安全科学与工程] 

主　　题：轴流风机 气动性能 多目标优化 

摘      要：为降低风机气动噪声,以某轴流风机为研究对象,基于遗传算法,提出一种将叶片表面湍动能最小值作为寻优目标的降噪方法,并对优化后的叶型降噪机理及气动性能进行了分析。首先,通过对叶片结构参数化建模,实现了空间尺寸、形状的自动控制。其次,将风量不变作为约束目标,选取3个结构参数,即轴向弯曲参数、前缘点和后缘点的切线与弦线的夹角,结合敏感因子分析,建立叶片表面湍动能和叶片结构参数的响应关系。最后,利用NSGA-Ⅱ遗传算法确定最优的叶片结构,并对比了优化前后气动性能和噪声水平的差异,验证了该方法的可行性,结果表明:(1)不同的轴向弯曲形状对风量和噪声的影响权重不同;(2)选取了两种优化方案:叶片#1通过降低转速可以实现降噪,且保证风量和原始叶片持平;叶片#2相较于原始叶片风量基本持平,在保证转速不变的前提下最大降噪量达1.6 dB(A);(3)通过试验验证发现,风量对噪声的影响大于转速,在保证风量不变的前提下,通过叶型降噪的效果要优于降低转速的方案。