船用大功率柴油机涡轮增压器多学科设计优化PDF电子书下载
交通运输
- 作 者：李磊，李元生，于明等着
- 出 版 社：北京：科学出版社
- 出版年份：2011
- ISBN：9787030306272
- 页数：218 页
图书介绍：本书是针对船舶动力装置涡轮增压器多学科设计优化研究的一本专着，它是科技部863项目“航空发动机涡轮寿命与可靠性综合设计及验证技术”、国防科工局项目以及型号项目研究成果的整理和汇集，是多学科设计优化理论研究和工程实践相结合的成果，研究内容涵盖了多学科设计优化理论体系的各个方面。全书共分为11个章节，包括涡轮增压器参数化造型设计方法；多学科设计优化解耦与重构机制；多学科可行方法及并行优化设计方法在涡轮增压器设计中的应用；效率与精度权衡策略；多学科不确定建模方法；多目标决策策略；多学科设计优化环境等。 查看图书目录点击购买PDF全本电子书 上一篇：驼峰信号设备维修下一篇：机动车驾驶人必读 《船用大功率柴油机涡轮增压器多学科设计优化》目录 标签：增压器 多学科 大功 增压 涡轮
第1章 涡轮增压器多学科设计优化概述1
1.1 船用涡轮增压器1
1.1.1 压气机的工作原理及结构形式3
1.1.2 涡轮的工作原理及结构形式4
1.1.3 船用涡轮增压器的转子系统5
1.2 多学科设计优化理论体系7
1.2.1 解耦与重构方法8
1.2.2 效率与精度权衡策略9
1.2.3 多目标优化方法10
1.2.4 多学科不确定性建模方法10
1.2.5 多学科集成设计环境11
1.2.6 数值仿真模型的校核11
1.3 本书的主要工作11
参考文献12
第2章 涡轮增压器几何参数化造型设计16
2.1 径流式叶型中弧线设计方法17
2.1.1 子午面型线设计17
2.1.2 z-θ流面型线设计18
2.1.3 Bezier曲线18
2.1.4 径流式叶型的生成20
2.2 径流式叶型非均匀有理B样条设计方法22
2.3 轴流式叶型设计23
2.3.1 平面叶栅型线设计理论23
2.3.2 五次多项式方法24
2.3.3 叶型造型实例25
2.4 叶身积叠成型28
2.5 涡轮增压器核心部件造型设计30
2.6 小结32
参考文献32
第3章 涡轮增压器学科分析理论33
3.1 流场分析理论33
3.1.1 雷诺平均下的N-S方程34
3.1.2 湍流模型34
3.1.3 交界面的数值处理36
3.1.4 涡轮增压器流场特性分析37
3.2 传热分析理论39
3.2.1 传热分析的基本理论39
3.2.2 对流换热的数值计算方法40
3.2.3 涡轮增压器对流换热分析42
3.3 结构分析理论43
3.3.1 结构计算的基本理论43
3.3.2 涡轮增压器结构相关学科分析43
3.4 转子动力学分析方法47
3.4.1 临界转速计算方法47
3.4.2 转子系统不平衡响应计算方法56
3.5 滑动轴承动力系数求解方法59
3.5.1 滑动轴承的雷诺方程59
3.5.2 油膜刚度和阻尼系数60
3.5.3 油膜刚度和阻尼系数的计算61
3.5.4 算例分析65
3.6 小结66
参考文献66
第4章 多学科解耦-重构方法与耦合信息传递68
4.1 多学科设计优化解耦与重构方法68
4.1.1 耦合系统分析68
4.1.2 系统重构方法69
4.2 参数空间插值传递方法71
4.2.1 参数空间插值方法71
4.2.2 插值函数73
4.2.3 算例75
4.3 动网格技术81
4.3.1 网格重生成方法82
4.3.2 网格变形技术82
4.4 小结86
参考文献87
第5章 涡轮增压器多学科可行优化设计89
5.1 多学科可行方法89
5.2 离心式压气机多学科可行优化设计90
5.2.1 离心式压气机多学科分析91
5.2.2 优化设计91
5.3 涡轮多学科可行优化设计95
5.3.1 涡轮多学科分析96
5.3.2 优化设计97
5.4 涡轮增压器整机多学科优化设计100
5.5 小结103
参考文献104
第6章 效率与精度的权衡策略105
6.1 试验设计与分析106
6.1.1 试验设计方法107
6.1.2 主次因素分析109
6.2 近似技术116
6.2.1 近似技术概述116
6.2.2 基于近似方法的离心压气机气动优化117
6.2.3 基于近似方法的涡轮多学科设计优化122
6.3 变复杂度设计方法128
6.3.1 变复杂度设计方法概述128
6.3.2 离心式压气机耦合松弛多学科优化设计131
6.4 小结134
参考文献135
第7章 多学科并行优化设计方法136
7.1 协同优化方法137
7.2 并行子空间优化方法138
7.3 并行优化系统的应用139
7.3.1 协同优化设计140
7.3.2 并行子空间优化设计143
7.4 基于近似模型的协同优化方法144
7.5 优化方法的比较147
7.6 小结148
参考文献149
第8章 多目标优化方法150
8.1 多目标优化问题的特点150
8.1.1 多目标优化问题的数学描述151
8.1.2 Pareto解集的定义151
8.2 基于偏好的多目标优化方法153
8.2.1 线性加权法154
8.2.2 改进的线性加权法155
8.2.3 极大-极小法156
8.2.4 理想点法157
8.2.5 ε-约束法157
8.3 非偏好的多目标优化方法159
8.3.1 多目标遗传算法160
8.3.2 多目标粒子群优化算法167
8.4 基于多目标遗传算法的优化设计168
8.4.1 多目标优化算例168
8.4.2 基于多目标遗传算法的压气机优化设计170
8.5 小结172
参考文献172
第9章 多学科不确定性建模及优化设计174
9.1 可靠性分析理论175
9.1.1 可靠性分析基本概念175
9.1.2 可靠性分析方法176
9.2 增压器涡轮不确定性分析179
9.3 基于可靠性的多学科设计优化182
9.3.1 基于可靠性的优化设计方法182
9.3.2 基于可靠性的多学科设计优化方法186
9.3.3 基于近似技术的多学科综合可靠性优化设计190
9.4 小结191
参考文献191
第10章 多学科集成设计优化环境193
10.1 多学科集成设计环境的功能分析193
10.1.1 多个学科的集成环境194
10.1.2 变量设定、数据管理、历程可视化195
10.1.3 优化算法库195
10.1.4 试验设计、近似技术195
10.1.5 质量工程195
10.2 软件框架及介绍195
10.2.1 软件总体框架195
10.2.2 软件介绍199
10.3 算例分析204
10.3.1 算例1：工字梁减重优化204
10.3.2 算例2：增压器涡轮多学科设计优化206
10.4 小结208
参考文献208
第11章 数值仿真模型的校核209
11.1 建模与仿真的VV＆A技术210
11.1.1 建模与仿真的VV＆A技术210
11.1.2 复杂系统数值仿真VV＆A的解决思路212
11.2 基于优化方法的模型校核213
11.3 方法验证和结果分析214
11.4 小结218
参考文献218
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摘要：本文以“船用大功率柴油机涡轮增压器多学科设计优化.pdf电子书版文档下载”为中心，详细阐述了该文档在涡轮增压器设计优化方面的多学科研究与应用。通过对涡轮增压器的设计原理、优化策略、性能评估及实际应用等方面进行深入剖析，为船用大功率柴油机涡轮增压器的设计与优化提供了有益的参考。
1、设计原理
船用大功率柴油机涡轮增压器的设计原理主要包括空气动力学、热力学和机械设计等方面。首先，涡轮增压器通过空气动力学原理实现空气的压缩和增压，提高柴油机的进气效率；其次，热力学原理确保涡轮增压器在高温、高压环境下稳定运行；最后，机械设计保证涡轮增压器结构强度和可靠性。
在涡轮增压器的设计过程中，需要充分考虑进气道、涡轮、中冷器等关键部件的匹配与优化，以实现高效、稳定的增压效果。
此外，设计过程中还需关注涡轮增压器与柴油机的匹配性，确保两者在性能、排放和可靠性等方面达到最佳平衡。
2、优化策略
针对船用大功率柴油机涡轮增压器的设计优化，本文提出了以下策略：
（1）采用多学科仿真技术，对涡轮增压器进行虚拟设计，优化其结构参数和性能指标。
（2）结合实验数据，对涡轮增压器进行性能评估，找出影响性能的关键因素，并针对性地进行优化。
（3）优化涡轮增压器与柴油机的匹配关系，提高整体性能和可靠性。
（4）采用新型材料和技术，提高涡轮增压器在恶劣环境下的耐久性和可靠性。
3、性能评估
涡轮增压器性能评估是设计优化的重要环节。本文从以下三个方面对涡轮增压器性能进行评估：
（1）进气效率：通过对比不同设计方案的进气效率，评估涡轮增压器在提高进气效率方面的性能。
（2）增压压力：分析不同工况下涡轮增压器增压压力的变化，评估其稳定性。
（3）排放性能：通过对比不同设计方案的排放性能，评估涡轮增压器在降低排放方面的效果。
此外，结合实验数据，对涡轮增压器进行实际性能测试，验证其设计优化效果。
4、实际应用
本文以某型船用大功率柴油机为例，介绍了涡轮增压器在实际应用中的设计优化过程。通过对该型涡轮增压器进行多学科设计优化，实现了以下目标：
（1）提高进气效率，降低燃油消耗。
（2）提高增压压力稳定性，降低排放。
（3）提高涡轮增压器在恶劣环境下的耐久性和可靠性。
该型涡轮增压器在实际应用中取得了良好的效果，为船用大功率柴油机涡轮增压器的设计优化提供了有益的借鉴。
总结：
本文通过对“船用大功率柴油机涡轮增压器多学科设计优化.pdf电子书版文档下载”的详细阐述，从设计原理、优化策略、性能评估和实际应用等方面对涡轮增压器的设计与优化进行了深入研究。研究表明，多学科设计优化方法在提高涡轮增压器性能和可靠性方面具有显著优势。
本文的研究成果为船用大功率柴油机涡轮增压器的设计与优化提供了有益的参考，有助于推动我国船用大功率柴油机涡轮增压器技术的进步。
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