劉雙勇，趙永剛，董彥武，程德飛，張磊，焦陽，王建升，張宗熠，高殿榮，張偉

(1.中信戴卡股份有限公司，河北秦皇島 066011；2.秦皇島信越智能裝備有限公司，河北秦皇島 066011；3.燕山大學(xué)，河北秦皇島 066000)

0 前言

輕量化、集成化、模塊化是近年來液壓系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，液壓集成閥塊作為液壓系統(tǒng)的核心部件已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，閥塊流道的不同排布方式直接影響液壓系統(tǒng)的能量損失和系統(tǒng)效率[1-2]。

計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)方法已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于輔助液壓集成閥塊流道設(shè)計(jì)和優(yōu)化，近年來許多國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)閥塊流道數(shù)值模擬進(jìn)行了研究。張懷亮等[3]建立了U形、Z形、V形3種典型流道的流場(chǎng)仿真模型，分析了振動(dòng)方向和強(qiáng)度對(duì)典型流道壓降的影響，發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)振動(dòng)下液壓閥塊流道的壓降隨時(shí)間做周期性波動(dòng)。張三維[4]對(duì)L形、Π形、Z形孔道建立數(shù)學(xué)和仿真模型，分析了刀尖容腔長(zhǎng)度、工藝孔長(zhǎng)度及直角轉(zhuǎn)彎長(zhǎng)度等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)液流壓力損失的影響。許同樂[5]對(duì)液壓系統(tǒng)中液壓閥塊分岔管進(jìn)行數(shù)值模擬，得到分岔管路的局部能量損失主要出現(xiàn)在支管路上，可以通過改進(jìn)支管路來降低能量損失。王海波等[6]對(duì)負(fù)重型外骨骼液壓閥塊內(nèi)部流道進(jìn)行計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)仿真，分析了流體速度穩(wěn)定性和壓力損失與流道尺寸的關(guān)系。魏昕等人[7]對(duì)混凝土泵車主閥塊的流道壓力損失進(jìn)行仿真和試驗(yàn)研究，對(duì)比了新舊閥塊的壓力損失情況，提出了直角轉(zhuǎn)向形式是液流損失和壓力損失的主要原因，為后續(xù)閥塊的設(shè)計(jì)優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。李卉等人[8]對(duì)液壓閥塊流道流場(chǎng)進(jìn)行了單向流固耦合計(jì)算，分析了流道壓力損失的位置、不同相交方式對(duì)閥體的影響，分析得出直角轉(zhuǎn)彎結(jié)構(gòu)后流速和壓力損失較大。高冬冬和木合塔爾·克力木[9]利用Fluent軟件對(duì)液壓閥塊典型孔道進(jìn)行仿真分析，根據(jù)閥塊中孔道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了流道的優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少了流道的壓力損失，提高了能量的利用效率。王建森等[10]利用計(jì)算流體力學(xué)的方法計(jì)算得到額定流量下集成閥內(nèi)部各流道的壓損值，驗(yàn)證了仿真模型的正確性。胡建軍等[11]基于粒子圖像測(cè)速技術(shù)對(duì)帶有刀尖角容腔的直角轉(zhuǎn)彎流道流場(chǎng)進(jìn)行三維流場(chǎng)仿真，結(jié)果表明圓弧過渡直角轉(zhuǎn)彎流道比帶有銳角容腔的轉(zhuǎn)彎流道有更小的壓力損失。AN等[12]利用CFD對(duì)控制閥進(jìn)口堵塞故障和無故障時(shí)的內(nèi)部流場(chǎng)和噪聲進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究表明：進(jìn)口堵塞對(duì)閥芯內(nèi)流場(chǎng)的影響較大。REN等[13]研究了壓力塊結(jié)構(gòu)參數(shù)(球閥周圍初始流動(dòng)面積)對(duì)控制閥速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)、燃料氣相體積分?jǐn)?shù)和泄油率的影響，揭示了球閥周圍初始流道面積與球閥內(nèi)空化強(qiáng)度和卸載速率的關(guān)系。

7500T大型壓鑄機(jī)是一種新型的汽車鋁合金底盤一體化壓鑄成型設(shè)備，其中壓射缸的增壓閥塊在保證一體化壓鑄成型的鋁合金底盤的質(zhì)量方面具有重要的作用。因?yàn)樾枰诤芏痰臅r(shí)間內(nèi)通過閥塊輸出大量的工作介質(zhì)進(jìn)入增壓缸，增壓閥塊內(nèi)部流道如何合理設(shè)計(jì)才能使流動(dòng)暢通，減少流動(dòng)的阻力損失，滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)快速增壓的要求顯得尤為重要。

傳統(tǒng)的閥塊流道設(shè)計(jì)一般采用直流道，這便于加工。但是對(duì)于大型閥塊，尤其是瞬間通過的流量很大的情況下，正常設(shè)計(jì)的流道工作介質(zhì)的流動(dòng)速度會(huì)很高，根據(jù)沿程和局部流動(dòng)阻力損失的計(jì)算公式可知，產(chǎn)生的壓力損失也會(huì)很大。因此作者在7500T大型壓鑄機(jī)增壓閥塊內(nèi)增加輔助傾斜流道，相當(dāng)于增大了流道的有效通流面積，解決了流動(dòng)壓力損失大的問題，并在設(shè)備中得到了應(yīng)用。

本文作者建立了7500T大型壓鑄機(jī)增壓閥塊內(nèi)的流場(chǎng)計(jì)算模型，設(shè)計(jì)了無傾斜流道和有傾斜流道的兩種增壓閥內(nèi)流道，分析了兩種不同流道結(jié)構(gòu)閥塊的流場(chǎng)特性和壓力損失情況，并利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法對(duì)斜流道增壓閥進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，為增壓閥塊的合理設(shè)計(jì)提供了參考。

1 增壓閥塊三維結(jié)構(gòu)

增壓閥塊的三維裝配圖如圖1所示，增壓閥塊三維結(jié)構(gòu)如圖2所示。增壓缸集成安裝在閥塊上，工作介質(zhì)從增壓缸流出后，經(jīng)過閥塊內(nèi)流道流出閥塊。由于增壓缸在工作時(shí)速度較快，因此閥塊需要通過較大流量。對(duì)閥塊進(jìn)行合理設(shè)計(jì)可以減少能量損失，從而提高系統(tǒng)工作效率。

圖1 增壓閥塊裝配圖

圖2 增壓閥塊三維結(jié)構(gòu)

2 模型建立

2.1 流道模型

對(duì)增壓閥塊流道進(jìn)行幾何建模，如圖3所示。由于進(jìn)入液壓缸的流量較大，為了增加流道的通流能力，在液壓缸的進(jìn)口流道中增加了一條傾斜流道，如圖3(b)所示。

圖3 計(jì)算域模型

2.2 數(shù)學(xué)模型

穩(wěn)定狀態(tài)下，不可壓縮流體質(zhì)量守恒方程和動(dòng)量守恒方程可以分別表示為

(1)

(2)

(3)

(4)

式中：u、v和w分別為x、y和z方向的速度分量；p為流體壓力；ρ為流體密度；μ為流體動(dòng)力黏度；Su、Sv和Sw為廣義源項(xiàng)。

湍流模型選用標(biāo)準(zhǔn)κ-ε湍流模型，湍流模型的輸運(yùn)方程為

YM+Sκ

(5)

(6)

式中：Gκ為由于平均速度梯度引起的湍動(dòng)能κ的產(chǎn)生項(xiàng)；Gb為由于浮力引起的湍動(dòng)能κ的產(chǎn)生項(xiàng)；YM為可壓湍流中脈動(dòng)擴(kuò)張的貢獻(xiàn)項(xiàng)；C1ε、C2ε和C3ε為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)；σκ和σε分別為與湍動(dòng)能κ和耗散率ε對(duì)應(yīng)的Prandtl數(shù)；Sκ和Sε為用戶定義的源項(xiàng)。

2.3 邊界條件及介質(zhì)參數(shù)

進(jìn)口采用質(zhì)量流量入口邊界，出口采用壓力出口邊界。通過改變不同的入口流量可以獲得不同工作流量下工作介質(zhì)流經(jīng)閥塊時(shí)的壓力損失。總共計(jì)算5個(gè)流量點(diǎn)，流量分別為14 129、16 484、19 780、24 725、32 967 L/min。工作介質(zhì)為水乙二醇，其物理參數(shù)如表1所示。

表1 工作介質(zhì)物理參數(shù)

3 計(jì)算結(jié)果與分析

3.1 壓力特性分析

由于出口流道中心截面與傾斜流道中心截面具有位置偏差，因此選取兩個(gè)特征截面對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析。特征截面位置如圖4所示，一個(gè)截面通過傾斜流道中心(下文稱橫截面1)，一個(gè)截面通過出口流道中心(下文稱橫截面2)。

圖4 特征平面位置示意

當(dāng)流量為14 129 L/min時(shí)，不同閥塊流道內(nèi)部的壓力分布云圖如圖5和圖6所示。

圖5 橫截面1壓力分布云圖

圖6 橫截面2壓力分布云圖

從圖5和圖6可以看出：流場(chǎng)壓力在流道轉(zhuǎn)角處變化較為明顯，表明局部壓力損失是壓力損失的主要形式；在相同流量下，有傾斜流道的閥塊最高壓力比無傾斜流道閥塊最高壓力要小，并且隨著流量的增加，這兩種閥塊中的最高壓力差值變大，這表明隨著工作流量的增大，傾斜流道的減阻效果越來越明顯。

3.2 速度特性分析

當(dāng)流量為14 129 L/min時(shí)，閥塊流道內(nèi)部的速度分布云圖如圖7和圖8所示?？梢钥闯觯鹤髠?cè)傾斜流道起到了分流的作用。當(dāng)無傾斜流道時(shí)，液流在增壓缸上面豎直流道內(nèi)的流速最高；當(dāng)有傾斜流道時(shí)，這個(gè)位置的流速減小了。對(duì)比相同流量下不同閥塊的速度云圖可以看出：有傾斜流道的閥塊比無傾斜流道閥塊的最高流速要低，這使得工作介質(zhì)在流道中的湍流強(qiáng)度變低，以此產(chǎn)生更低的能量損失。

圖7 橫截面1速度分布云圖

圖8 橫截面2速度分布云圖

當(dāng)流量為14 129 L/min時(shí)，閥塊流道內(nèi)部的速度矢量如圖9和圖10所示。

圖9 橫截面1速度矢量

圖10 橫截面2速度矢量

由圖9和圖10可以看出：在增壓缸的環(huán)形容腔內(nèi)，靠近右側(cè)的工作介質(zhì)會(huì)進(jìn)入豎直流道內(nèi)，靠近左側(cè)的工作介質(zhì)會(huì)進(jìn)入傾斜流道內(nèi)，這表明傾斜流道能夠起到一定的分流作用，減小了主流道內(nèi)的流體流速，從而使流體的能量損失更小。

當(dāng)流量為14 129 L/min時(shí)，閥塊內(nèi)部的流線圖如圖11所示。

圖11 閥塊內(nèi)部流線

從圖11可以看出液流在流道中的流動(dòng)情況，液流在傾斜流道內(nèi)有流量流過。

3.3 壓力損失分析

不同流量下流體流經(jīng)不同流道閥塊的壓力損失如圖12所示?？芍河捎诹髁枯^大，工作介質(zhì)在閥塊中都產(chǎn)生了較大的壓力損失。壓力損失隨著流量的增加呈現(xiàn)上升的變化趨勢(shì)。有傾斜流道的閥塊能夠大幅度減小壓力損失。

圖12 不同流量下閥塊流道壓力損失

所設(shè)計(jì)的帶有輔助傾斜流道的7500T大型壓鑄機(jī)增壓閥塊已在所研制的壓鑄機(jī)獲得應(yīng)用，滿足了增壓壓射的工藝要求。但是由于實(shí)際的增壓閥塊考慮減重使得其結(jié)構(gòu)很緊湊，沒有在相應(yīng)的流道處開設(shè)測(cè)壓接口，目前還無法驗(yàn)證仿真計(jì)算獲得的帶有輔助傾斜流道的壓力損失與實(shí)際有多大的誤差。

4 帶有傾斜流道增壓閥塊單目標(biāo)多參數(shù)優(yōu)化

4.1 建立正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫

根據(jù)帶有斜流道增壓閥塊的壓力云圖分析結(jié)果，選定4個(gè)關(guān)鍵優(yōu)化參數(shù)，分別為水乙二醇流量Q、斜管道傾斜角度θ、豎直管道管徑D1和水平管道管徑D2。將帶有傾斜流道增壓閥塊的壓力損失作為主要優(yōu)化目標(biāo)。采用4因素5水平的正交試驗(yàn)方案建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的初始數(shù)據(jù)庫。制定的多參數(shù)單目標(biāo)的L25(54)的正交試驗(yàn)方案如表2所示。

表2 L25(54)正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫

對(duì)表2的正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行極差分析，得到因素影響主次順序及最優(yōu)因素水平組合A1C5D5B2，即綜合分析的優(yōu)選結(jié)果為：水乙二醇流量14.129 m3/min、傾斜管道傾斜角度14°、豎直管道管徑108 mm和水平管道管徑129 mm。單目標(biāo)多參數(shù)試驗(yàn)極差分析結(jié)果如表3所示。

表3 正交試驗(yàn)極差分析結(jié)果

4.2 構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

利用MATLAB軟件構(gòu)建的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和原理示意如圖13所示，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理之后，以去除各輸入?yún)?shù)的單位并完成量綱的統(tǒng)一，保證每個(gè)樣本均在[-1，1]內(nèi)，從而提高網(wǎng)絡(luò)的辨識(shí)度和收斂精度。

圖13 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)原理示意

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通常由三層或三層以上結(jié)構(gòu)組成，包含輸入層、隱含層和輸出層，隱含層可以為多層結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以滿足任何精度下的任意連續(xù)函數(shù)逼近，增加隱含層的層數(shù)雖然能夠提高BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算精度、降低計(jì)算誤差，但同時(shí)也會(huì)延長(zhǎng)訓(xùn)練和學(xué)習(xí)的周期，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)陷入局部最小值。文中的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)定為3層，只包含一個(gè)隱含層。

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隱含層在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中發(fā)揮著重要作用，是連接輸入與輸出的紐帶，隱含層通過不斷訓(xùn)練學(xué)習(xí)隱藏在數(shù)據(jù)內(nèi)部的非線性規(guī)律。隱含層的每個(gè)神經(jīng)元包含多個(gè)節(jié)點(diǎn)權(quán)值，對(duì)提高網(wǎng)絡(luò)的非線性映射能力至關(guān)重要。為了保證神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的信息處理能力、容錯(cuò)性、訓(xùn)練時(shí)間和學(xué)習(xí)周期相對(duì)均衡，選定隱含層的神經(jīng)元個(gè)數(shù)為10個(gè)。

為了保證網(wǎng)絡(luò)的精算精度和適應(yīng)性的同時(shí)，還具有較快的訓(xùn)練和學(xué)習(xí)速度，采用sigmoid型傳遞函數(shù)。網(wǎng)絡(luò)中輸入層至隱含層間采用Tan-sigmoidx型傳遞函數(shù)，隱含層至輸出層間采用purelin型傳遞函數(shù)。將trainlm作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練函數(shù)。

由圖13可知，在網(wǎng)絡(luò)的自我訓(xùn)練中，訓(xùn)練速率控制著權(quán)值和閾值的修正以及修正幅度。訓(xùn)練速度越大，修正幅度就越大，難以保證權(quán)值和閾值的最小網(wǎng)絡(luò)誤差量，降低網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性；訓(xùn)練速率越小，訓(xùn)練時(shí)間就會(huì)增加。綜合考慮，將訓(xùn)練速率設(shè)置為0.01。結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的具體結(jié)構(gòu)和實(shí)際訓(xùn)練速率，將1×10-7設(shè)為網(wǎng)絡(luò)的期望誤差。

4.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與遺傳算法協(xié)同優(yōu)化

遺傳算法通過模擬生物進(jìn)化規(guī)律實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的自動(dòng)優(yōu)化，具有全局優(yōu)化、并行搜索等優(yōu)點(diǎn)。遺傳算法對(duì)初始數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼并進(jìn)行種群初始化，根據(jù)種群規(guī)模以及優(yōu)化程度確定進(jìn)化代數(shù)。其次通過個(gè)體適應(yīng)度對(duì)種群中的每一個(gè)個(gè)體進(jìn)行判斷，對(duì)所產(chǎn)生的遺傳種群進(jìn)行非劣類操作，同時(shí)選擇合適的算子產(chǎn)生中間代群體并對(duì)其進(jìn)行選擇、交叉以及變異操作。最后，對(duì)新產(chǎn)生的群體進(jìn)行適應(yīng)度判斷，并與最終指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比以判斷是否完成遺傳過程。

種群規(guī)模是遺傳算法的重要參數(shù)之一，種群規(guī)模增大會(huì)增強(qiáng)遺傳算法的全局搜索能力，使進(jìn)化代數(shù)減少，但是種群規(guī)模增大也會(huì)導(dǎo)致算法計(jì)算時(shí)間以及收斂時(shí)間的增加。綜合考慮，初始種群規(guī)模為30。

遺傳算法迭代次數(shù)的設(shè)定需要考慮算法設(shè)定的誤差以及計(jì)算的外在條件：誤差等級(jí)越高，要求進(jìn)化代數(shù)要相應(yīng)增加；當(dāng)計(jì)算機(jī)的內(nèi)存較小時(shí)，迭代次數(shù)也要相應(yīng)增加。文中進(jìn)化迭代次數(shù)選為300次。

選擇、交叉和變異是遺傳算法的重心，交叉和變異的概率設(shè)置對(duì)遺傳算法全局尋優(yōu)過程具有重要影響，如果概率設(shè)置過大，容易引起計(jì)算過程中的劇烈波動(dòng)，導(dǎo)致穩(wěn)定性下降；如果概率過小，那么種群的多樣性又會(huì)受到影響，無法保證種群基因潛力的充分挖掘。經(jīng)過多次模擬，最終，選擇遺傳算法的交叉概率0.6，變異概率0.2。

遺傳算法對(duì)不同的問題具有很強(qiáng)的魯棒性，通過模擬生物進(jìn)化規(guī)律，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的自動(dòng)優(yōu)化，具有全局優(yōu)化、并行搜索等優(yōu)點(diǎn)，而選擇、交叉、變異、遺傳的群體優(yōu)化機(jī)制使得遺傳算法能夠?qū)崿F(xiàn)全局范圍內(nèi)尋優(yōu)[14]。

4.4 多參數(shù)單目標(biāo)預(yù)測(cè)及最優(yōu)參數(shù)確定

在第4.1節(jié)中通過正交試驗(yàn)結(jié)果極差分析得到了一組最優(yōu)因素水平組合，但是各因素的取值點(diǎn)都是定點(diǎn)離散取值，帶有主觀性，無法實(shí)現(xiàn)區(qū)間內(nèi)無縫式參數(shù)尋優(yōu)。而通過遺傳算法結(jié)合BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)區(qū)間內(nèi)無縫式尋優(yōu)，采用前面所建立的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并利用25組樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，數(shù)據(jù)歸一化后開始網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練學(xué)習(xí)，在4次訓(xùn)練之后達(dá)到了收斂精度要求。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過程中誤差曲線如圖14所示。

圖14 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練誤差曲線

從圖中可以看出，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練時(shí)的均方誤差隨著訓(xùn)練次數(shù)的增加而逐漸減小并朝著目標(biāo)誤差一步步逼近，在訓(xùn)練過程中，權(quán)值和閾值隨著誤差的前向反饋而不斷更新。該BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)4次訓(xùn)練之后就可以達(dá)到收斂精度，表明建立的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較完整，參數(shù)設(shè)定也比較合理。

經(jīng)過4次反饋訓(xùn)練之后得到BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的樣本數(shù)據(jù)匹配結(jié)果如圖15所示，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的仿真輸出與實(shí)際輸出的擬合度達(dá)96.799%，表明該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有較好的擬合效果，其輸入與輸出之間的非線性映射能力非常強(qiáng)。

圖15 BP網(wǎng)絡(luò)樣本數(shù)據(jù)匹配結(jié)果

為了實(shí)現(xiàn)區(qū)間內(nèi)無縫式參數(shù)尋優(yōu)，將表2的關(guān)鍵優(yōu)化參數(shù)的取值范圍作為遺傳算法參數(shù)尋優(yōu)區(qū)間，采用訓(xùn)練成熟的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算遺傳算法的種群個(gè)體適應(yīng)度，利用遺傳算法的交叉、變異操作，尋找參數(shù)的最優(yōu)解。當(dāng)進(jìn)行完300次迭代之后，找到最小壓力損失預(yù)測(cè)值531 075.1 Pa，對(duì)應(yīng)的最優(yōu)解如表4所示。優(yōu)化前壓力損失預(yù)測(cè)值與仿真值之間的誤差為3.13%，正交優(yōu)化后的誤差為2.96%，GA-BP優(yōu)化后的誤差為4.11%。

表4 優(yōu)化前后帶有傾斜流道增壓閥塊壓力損失對(duì)比

4.5 多參數(shù)單目標(biāo)優(yōu)化結(jié)果對(duì)比分析

為了進(jìn)一步確定優(yōu)化所得最優(yōu)參數(shù)的準(zhǔn)確性，利用GA-BP最優(yōu)參數(shù)構(gòu)建新的帶有傾斜流道增壓閥塊物理模型并進(jìn)行數(shù)值模擬，再將其結(jié)果與未優(yōu)化的增壓閥塊的仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。不同流量下優(yōu)化前后增壓閥塊流道壓力損失曲線如圖16所示，可以看出：優(yōu)化后帶有傾斜流道增壓閥塊壓力損失較優(yōu)化前出現(xiàn)了一定程度的下降，且下降率隨著流量的增大而增大。

圖16 優(yōu)化前后壓力損失對(duì)比曲線

優(yōu)化前后不同流量下有斜流道增壓閥塊流道壓力損失對(duì)比如表5所示，可以看到：隨著進(jìn)口流量的增大，優(yōu)化前后的帶有傾斜流道增壓閥塊流道的壓力損失變化率在15%～30%。即經(jīng)GA-BP優(yōu)化之后的帶有傾斜流道增壓閥塊流道的壓力損失可以降低20%左右。

表5 不同流量下優(yōu)化前后帶有傾斜流道

5 結(jié)論

通過計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)方法對(duì)7500T壓鑄機(jī)增壓閥塊流道的流場(chǎng)進(jìn)行了仿真計(jì)算和分析，并得出以下結(jié)論：

(1)閥塊流道壓力損失隨著流量的增大呈現(xiàn)出近似線性增大的變化情況；

(2)帶有傾斜流道增壓閥塊流道的壓力損失比沒有傾斜流道的壓力損失小，且減阻效果隨著流量的增大而增大。

(3)經(jīng)過GA-BP優(yōu)化之后，帶有傾斜流道增壓閥塊流道的壓力損失可以降低20%左右。