基于改进秃鹰算法的自旋转水射流喷头布局优化方法

来源：计算机集成制造系统杂志2025年第9期北京时间：

作者：宋寒冬, 陈正寿, 杜炳鑫, 谭小利

单位：1.浙江海洋大学船舶与海运学院2.太平洋海洋工程(舟山)有限公司

摘要：针对自驱旋转超高压水射流喷头除锈效率低的问题,建立以冲击能量分布均匀度为指标的扫掠冲击时间模型,提出一种改进秃鹰算法,通过计算观测点的累积冲击时间来量化水射流的螺旋轨迹密度,以获得更好的喷头优化布局方案。该改进秃鹰算法通过引入精英反向学习策略,并融合了梯度优化算法的两种核心算子,旨在增强算法的寻优能力,提升其求解复杂问题的效率。经仿真实验,改进算法展现出较好的优化性能。将该改进算法应用至某“十”字型水射流除锈喷头的优化布局设计,结果表明,其优化效果优于解决同类问题的精英遗传算法,可将原布局方案的水射流能量利用率与除锈效率分别提高31.9%和55.2%,证实该算法可为除锈喷头的布局优化设计提供有效的应用支持。

关键词：秃鹰搜索算法,超高压水射流,布局优化,自旋转喷头,船壁除锈

基金资助：国家自然科学基金资助项目(41776405);浙江省属高校基本科研业务费资助项目(2021JD002);舟山市关键和共性技术攻关资助项目(2025C03004)。