Computational Design Optimisation of a Centrifugal Pump

离心泵的计算设计优化

基本信息

  • 批准号:
    2091853
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Studentship
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2017 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The aim of this project is to introduce automation in the design process of a centrifugal pump, and therefore this project falls under the engineering design research area. This is achieved by introducing automatic integrated design optimization into the design process. In order to achieve this aim, there are a number of questions that must be answered. To begin with, flow through the pump must be accurately simulated using CFD simulations. Suitable solvers must be determined that give accurate flow fields, but do not have prohibitively large computational costs. On the other hand, design optimization is most easily implemented over a reduced number of parameters, as optimization over a large set of parameters is usually not feasible. Therefore, a design vector consisting of a sufficiently small set of parameters will need to be determined.If evaluating potential pump design using CFD simulations is significantly time-consuming, then a surrogate model will need to be determined. By evaluating a number of designs over the design space, the response of the objectives can be determined for this small number of designs. A surrogate model may then be created over this design space to 'fill in the blanks'. Once the response of the objective functions over the design space has been created, optimization over this space can then proceed. There are a number of optimization methods that may be used; these include local and global optimizers. Both of these methods of optimization have their advantages and disadvantages, and efficacy of both methods will need to be tested for this application.These processes must be automatically performed, which adds another level of complexity to the problem. This integrated design process must be robust and able to handle a number of potential issues that may arise during implementation. Furthermore, this may be a time-consuming process and therefore considerations must be made for the computational cost of any of the above processes.
该项目的目的是在离心泵的设计过程中引入自动化,因此该项目属于工程设计研究领域。这是通过在设计过程中引入自动集成设计优化来实现的。为了实现这一目标,必须回答许多问题。首先,必须使用 CFD 模拟来准确模拟流经泵的流量。必须确定合适的求解器来提供准确的流场,但计算成本又不会过高。另一方面,设计优化最容易通过减少数量的参数来实现,因为对大量参数的优化通常是不可行的。因此,需要确定由足够小的参数集组成的设计向量。如果使用 CFD 模拟评估潜在的泵设计非常耗时,则需要确定替代模型。通过评估设计空间上的多个设计,可以确定这少量设计的目标响应。然后可以在此设计空间上创建替代模型以“填补空白”。一旦创建了设计空间上的目标函数的响应,就可以继续对该空间进行优化。可以使用多种优化方法;其中包括本地和全局优化器。这两种优化方法都有其优点和缺点,并且需要针对此应用测试两种方法的有效性。这些过程必须自动执行,这又增加了问题的复杂性。这种集成设计过程必须是稳健的,并且能够处理实施过程中可能出现的许多潜在问题。此外,这可能是一个耗时的过程,因此必须考虑任何上述过程的计算成本。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Derivative-Free Methods for High-Dimensional Optimization with Application to Centrifugal Pump Design
高维优化的无导数方法在离心泵设计中的应用
  • DOI:
    10.17863/cam.83459
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Gross J
  • 通讯作者:
    Gross J
Optimization by moving ridge functions: derivative-free optimization for computationally intensive functions
  • DOI:
    10.1080/0305215x.2021.1886286
  • 发表时间:
    2020-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    James C. Gross;G. Parks
  • 通讯作者:
    James C. Gross;G. Parks
Optimisation with Intrinsic Dimension Reduction: A Ridge Informed Trust-Region Method
具有内在降维的优化:岭通知信赖域方法
  • DOI:
    10.2514/6.2020-0157
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Gross J
  • 通讯作者:
    Gross J
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