已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Hydrodynamic analysis of centrifugal pump impellers optimized with the multi-objective genetic algorithm and the non-dominated sorting genetic algorithm III

叶轮 物理 涡流 机械 分类 遗传算法 熵(时间箭头) 控制理论(社会学) 内部流动 消散 离心泵 流量(数学) 熵产生 离心式压缩机 替代模型 剪切流 经典力学 光谱密度 机制(生物学) 动态模态分解 缩放比例 机械工程 涡轮机械 联轴节(管道)
作者
Bingqian Zhou,Wei Dong,Fan He,Luning Yang,Chen Liu
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:38 (1)
标识
DOI:10.1063/5.0313416
摘要

Unstable internal flow structures significantly compromise the mechanical reliability of centrifugal pumps. This study elucidates the coupling mechanism between impeller geometry, vortex dynamics, and hydrodynamic forces. A hybrid optimization framework, integrating a neural-network surrogate model with both multi-objective genetic algorithm and non-dominated sorting genetic algorithm III (NSGA-III), was employed to refine the impeller. Comparative analysis reveals that the NSGA-III design offers superior stability, achieving a 31.1% reduction in peak radial force and eliminating axial-force directional reversals, while simultaneously increasing efficiency by 5.4% and reducing shaft power by 6.3%. Crucially, the stabilization mechanism is decoded using multiresolution dynamic mode decomposition (MRDMD) and entropy generation analysis. MRDMD results demonstrate that the optimized geometry attenuates low-frequency unstable modes driven by rotor–stator interaction, shifting spectral energy to stable high-frequency structures. Furthermore, thermodynamic analysis identifies a fundamental shift in dissipation pathways: the suppression of large-scale coherent vortex shedding reduces internal volumetric entropy generation by 63.6%, yielding a flow field stabilized by controlled wall shear layers. These findings provide a physics-based rationale for mitigating flow instabilities through targeted geometric refinement.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Diana完成签到 ,获得积分10
刚刚
2秒前
章诚完成签到,获得积分10
4秒前
6秒前
眼睛大的伊完成签到,获得积分10
7秒前
乌鱼子完成签到,获得积分20
7秒前
科研小菜鸟完成签到,获得积分10
7秒前
王梦涵发布了新的文献求助10
7秒前
橙橙发布了新的文献求助10
8秒前
wsb76完成签到 ,获得积分10
11秒前
芒果完成签到 ,获得积分10
12秒前
飞龙在天完成签到 ,获得积分10
12秒前
IF完成签到,获得积分10
13秒前
考博圣体完成签到 ,获得积分10
13秒前
锦先生完成签到 ,获得积分10
13秒前
DIVINEDC的应助被研友_Lw75VL采纳,获得10
13秒前
xhlxhl完成签到,获得积分10
13秒前
tanyuan发布了新的文献求助100
13秒前
半生瓜完成签到 ,获得积分10
13秒前
标致问安完成签到 ,获得积分10
13秒前
cccs完成签到 ,获得积分10
14秒前
小田完成签到 ,获得积分10
14秒前
yuan完成签到,获得积分10
15秒前
有点鸭梨呀完成签到 ,获得积分10
15秒前
陆康完成签到,获得积分10
17秒前
菲菲完成签到 ,获得积分10
18秒前
19秒前
20秒前
小余完成签到 ,获得积分10
21秒前
abb完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
王梦涵完成签到,获得积分20
24秒前
Sarah完成签到 ,获得积分10
25秒前
天天快乐的应助被LUBBY采纳,获得10
25秒前
怕热的大象完成签到,获得积分10
26秒前
李健的应助被pivot_literature采纳,获得10
28秒前
28秒前
嘻嘻哈哈的应助被科研通管家采纳,获得10
28秒前
脑洞疼的应助被科研通管家采纳,获得10
28秒前
28秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
自動車の空力技術 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Issues in Task-Based Language Teaching 500
Geschichtliche Grundbegriffe (GGB), Band 5: Pro–Soz 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7788310
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9326548
关于积分的说明 20411434
捐赠科研通 7377254
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3322389
关于科研通互助平台的介绍 2470145
邀请新用户注册赠送积分活动 2339102