1、水泵優(yōu)化設(shè)計初期階段

    ①1979年學(xué)者首先提出了離心泵的CAD。此后，國內(nèi)許多研究人員對泵的CAD做了許流道中線截面面積變化規(guī)律。人們采用等寬無堵塞泵葉輪水力CAD的軸面投影圖、平面壓的數(shù)學(xué)模型及繪型方法，將變角螺線數(shù)學(xué)模型應(yīng)用于葉輪流道的設(shè)計。

    ②采用優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，提高設(shè)計精度  許多研究人員對泵中最為重要的葉輪軸面形形進(jìn)行了研究，分析了葉輪葉片軸面形狀與參數(shù)之間的關(guān)系，建立了計算過水?dāng)嗝婷娣e的數(shù)等模型，改變了長期以來用圖解計算方法校核葉輪軸面流道的傳統(tǒng)方法，提高了設(shè)計精度。JH時相關(guān)文獻(xiàn)從理論上分析了軸面過水?dāng)嗝婷娣e的變化規(guī)律，建立了計算過水?dāng)嗝婷娣e的數(shù)掣模型，探討了蓋板傾角與比轉(zhuǎn)速的關(guān)系，提出了確定這一部分形狀的方法；提出了一種離心泵葉輪的計算機(jī)輔助設(shè)計方法，給出了保證葉輪流道光順的幾何模型，在按過水?dāng)嗝婷娣e荽化規(guī)律設(shè)計葉輪流道時對軸面流道和葉片同時進(jìn)行設(shè)計，使得最終設(shè)計出的葉輪軸面流道雨葉片所確定的葉輪流道的過水?dāng)嗝婷娣e分布情況精確地符合設(shè)計目標(biāo)；論述了采用離散化技術(shù)進(jìn)行離心泵葉輪軸面投影圖設(shè)計的兩種方法。對軸面投影圖設(shè)計的正問題——由前后蓋棲流線確定軸面投影圖的傳統(tǒng)的程序設(shè)計方法進(jìn)行了優(yōu)化，同時著重討論了由后蓋板流線及剛加中線方程確定軸面投影圖的一種新的設(shè)計方法——軸面投影圖設(shè)計的反問題，采用離散化技術(shù)避免了煩瑣的內(nèi)切圓圓心軌跡推導(dǎo)的數(shù)學(xué)過程，運用高次多項式作為目標(biāo)函數(shù)，改變多項式的階數(shù)及系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。

    ③CFD技術(shù)的應(yīng)用  CFD技術(shù)已經(jīng)用于泵的CAD。例如，將CFD技術(shù)用于長江三峽工程排水系統(tǒng)潛水排污泵的水力設(shè)計，應(yīng)用通用三維流動分析軟件進(jìn)行流動分析和性能預(yù)測，根據(jù)計算和預(yù)測的結(jié)果設(shè)計，在減少試驗工作量的前提下使性能達(dá)到工程要求，取得了很好的效果。

    ④泵及泵站系統(tǒng)的優(yōu)化選型  應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行泵及泵站系統(tǒng)的優(yōu)化選型和管理，我國的科技工作者已經(jīng)進(jìn)行了很多研究。例如，根據(jù)系統(tǒng)工程最優(yōu)化的觀點，采用動態(tài)經(jīng)濟(jì)分析法，建立了泵站工程整體優(yōu)化水泵選型及管徑確定的整數(shù)規(guī)劃數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)軟件工程的方法對泵站CAD系統(tǒng)的開發(fā)進(jìn)行了有益的探索，設(shè)計了計算機(jī)輔助水泵選型及確定經(jīng)濟(jì)管徑的實用軟件，可為中小型泵站可行性設(shè)計和初步設(shè)計提供優(yōu)化方案。還有文獻(xiàn)論述了泵和管路的性能曲線編程及泵的安全量選定、泵的選型優(yōu)化約束條件并在工作點計算方法的基礎(chǔ)上，提出了泵的計算機(jī)選型優(yōu)化算法，針對大連水泵廠生產(chǎn)的泵系列進(jìn)行了編程運算。結(jié)果表明，該算法具有實用、快速、準(zhǔn)確、可靠的優(yōu)點，使所選泵最佳地滿足用戶運行條件及高效率要求。

    ⑤其他進(jìn)展  其他主要是泵的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、泵的電子樣本、化工泵的銷售軟件等都有發(fā)展。

2、水泵優(yōu)化設(shè)計發(fā)展趨勢

    基于傳統(tǒng)的設(shè)計繪圖方法和程序，編制的泵的水力性能計算機(jī)輔助設(shè)計軟件，已經(jīng)發(fā)展到了相當(dāng)?shù)乃���。具有一定設(shè)計經(jīng)驗的設(shè)計人員，應(yīng)用這種軟件，可以得到泵水力設(shè)計的非了解。這類軟件的發(fā)展是進(jìn)一步提高適用性和可靠性，能夠適應(yīng)具有不同技術(shù)水平人員的需要，能夠用于寬的比轉(zhuǎn)速范圍，能夠達(dá)到高的設(shè)計水平、可靠的設(shè)計質(zhì)量、可信的設(shè)計結(jié)果。

    ①CFD的應(yīng)用  CFD技術(shù)在泵的內(nèi)流數(shù)值模擬、研究泵內(nèi)部流動規(guī)律和結(jié)構(gòu)方面已廣泛應(yīng)用，取得了很多成果。但CFD技術(shù)在泵的CAD中的應(yīng)用不多，還沒有把CFD的成果應(yīng)用于泵的設(shè)計。加快CFD在泵CAD中的應(yīng)用，把CFD和CAD結(jié)合起來，進(jìn)行“CAl—CFD-CAD"，是泵水力性能CAD發(fā)展的重要方向，是泵水力性能CAD深人發(fā)展的必由之路，是提高泵水力性能CAD水平的重要途徑。目前，泵的CFD和泵水力性能CAD都已有相當(dāng)?shù)陌l(fā)展，CFD與CAD的結(jié)合已有相當(dāng)?shù)幕�礎(chǔ)，必將有大的發(fā)展。

    ②優(yōu)化方法  泵的優(yōu)化設(shè)計，一直是泵設(shè)計人員所追求的，但由于種種原因，進(jìn)步不快，只在局部優(yōu)化。隨著采用新的優(yōu)化技術(shù)和汲取相近學(xué)科的成功經(jīng)驗，泵CAD中采用優(yōu)修正系數(shù)，從而增加泵揚程、減小葉輪外徑，可有效地改善流速分布，提高泵性能，按此設(shè)計理念設(shè)計的低比轉(zhuǎn)速離心泵在實際工程中已得到很好的應(yīng)用。