(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111441337.2 (22)申请日 2021.11.30 (71)申请人 山东大学 地址 250014 山东省济南市历城区山大南 路27号 申请人 山东大学苏州研究院 (72)发明人 齐建荟　肖永清　王旭江　韩奎华　 杨岳鸣　马炳坤　 (74)专利代理 机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 372 21 代理人 黄海丽 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 30/17(2020.01)G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于计算流体动力学的涡轮机械优化 方法及系统 (57)摘要 本发明提供了一种基于计算流体动力学的 涡轮机械优化方法及系统， 包括： 获取涡轮机的 初始设计数据， 并根据初始设计数据构建初始几 何模型数据； 对涡轮机的初始几何模型划分网 格； 对划分网格后的几何模型进行计算流体动力 学仿真， 并依据仿真结果对几何模型进行优化； 对优化后的几何模型进行评估； 依据几何模型的 评估， 继续优化几何模型， 直到得到最优几何模 型参数。 本发 明实现了依据初始文件自动建立于 修改几何模型、 自动划分网格、 自动进行高精度 CFD模拟仿真、 自动评估模型的优劣和自动寻优 的完美结合， 能够快速地和可靠的寻找出涡轮机 械几何模型的最优设计参数。 权利要求书2页 说明书8页 附图4页 CN 114117961 A 2022.03.01 CN 114117961 A 1.一种基于计算 流体动力学的涡轮机 械优化方法， 其特 征在于， 包括： 获取涡轮机的初始设计数据， 并根据初始设计数据构建初始几何模型 数据； 对涡轮机的初始几何模型划分网格； 对划分网格后的几何模型进行计算流体动力学仿真， 并依据仿真结果对 几何模型进行 优化； 对优化后的几何模型进行评估； 依据几何模型的评估， 继续优化几何模型， 直到得到最优几何模型参数。 2.如权利要求1所述的一种基于计算流体动力学的涡轮机械优化方法， 其特征在于， 对 几何模型进 行评估和优化时， 获取几何模型的初始单形及其设置的范围； 依据目标函数， 判 断所述单 形是否收敛。 3.如权利要求1所述的一种基于计算流体动力学的涡轮机械优化方法， 其特征在于， 进 行几何模型参数优化时， 采用Fletc her and Reeves算法、 Newto n或Nelder ‑Mead算法。 4.如权利要求3所述的一种基于计算流体动力学的涡轮机械优化方法， 其特征在于， 判 断单形未收敛时， 优化几何模型， 得到新的状态向量； 依据新的状态向量进行重新评估。 5.如权利要求4所述的一种基于计算流体动力学的涡轮机械优化方法， 其特征在于， 判 断单形收敛时， 判断否是最优收敛； 如果不是最优收敛， 继续修改单形， 创建一个新的状态 向量； 如果是最优收敛， 输出状态向量和仿真结果。 6.如权利要求1所述的一种基于计算流体动力学的涡轮机械优化方法， 其特征在于， 进 行对几何模型评估时， 采用有限体积法或有限元法进行模拟。 7.如权利要求1所述的一种基于计算流体动力学的涡轮机械优化方法， 其特征在于， 对 几何模型进行评估， 包括： 创建几何模型的凸包， 获取状态向量； 比较所述凸包和所述状态向量； 若状态向量在凸包外， 则进行计算流体动力学仿真， 评估计算总成本； 同时， 将计算流 体动力学仿真的结果进行保存； 若状态向量在凸包内， 如果状态向量与 预设的一个已经计算得到目标函数值的状态向 量差的绝对值， 小于预设值， 则使用已经计算的状态向量的模拟值作为状态向量的模拟值； 若状态向量在凸包内， 如果状态向量与 预设的一个已经计算得到目标函数值的状态向 量在一个预设的范围内， 则计算累积准则的值， 产生一个随机数； 所述预设的范围的最小值 大于所述预设值； 如果所述累积准则大于所述随机数， 则将状态向量进行计算流体动力学仿真， 评估计 算总成本； 同时， 将计算 流体动力学仿真的结果进行保存； 如果所述累积准则小于所述随机数,则寻找凸包的极值， 利用极值来插值获得状态向 量的模拟结果。 8.一种基于计算流体动力学的涡轮机械优化系统， 其特征在于， 包括数据采集模块、 网 格划分模块、 优化器、 评估 模块和最优参数获取模块； 所述数据采集模块， 用于获取涡轮机的初始设计数据， 并根据初始设计数据构建初始 几何模型 数据； 所述网格划分模块， 用于对涡轮机的初始几何模型划分网格； 所述优化器， 用于对划分网格后的几何模型进行计算流体动力学仿真， 并依据仿真结权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114117961 A 2果对几何模型进行优化； 所述评估 模块， 用于对 优化后的几何模型进行评估； 所述最优参数获取模块， 用于依据几何模型的评估， 继续优化几何模型， 直到得到最优 几何模型参数。 9.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 该程序被处理器执 行时实现了如权利要求1 ‑7任一项所述的基于计算流体动力学的涡轮机械优化方法的步 骤。 10.一种电子设备， 包括存储器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算 机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述程序时实现了如权利要求 1‑7任一项所述的基于 计算流体动力学的涡轮机 械优化方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114117961 A 3