基于改进灰狼算法的磁悬浮离心泵优化设计

来源：农业机械学报杂志2026年第1期北京时间：

作者：赵伟国，路一帆

单位：兰州理工大学,兰州理工大学,

摘要：为了提高磁悬浮离心泵的水力效率，选取某型号的磁悬浮离心泵为研究对象，在流量15L/min、转速6000r/min的工况下以泵的效率最大值作为优化目标，基于泵的基本方程采用Plackett-Burman试验设计筛选出对效率影响最为显著几何参数，最终选出叶片进口边交点节圆直径、节圆切线与工作面切线的夹角、叶片工作面型线半径、叶片背面型线半径、前盖板轴面投影线与竖直方向的夹角作为优化变量。采用最优拉丁超立方设计方法设计了50组试验方案，并结合数值模拟的方法计算出相应的扬程和效率，引入RBF神经网络进行训练得到优化变量与优化目标之间的近似模型，最后利用改进后的灰狼算法进行寻优。结果表明：经过优化，磁悬浮离心泵的扬程提高了0.06m，水力效率提高了0.56个百分点，同时流量-扬程曲线变得更加平滑，使泵的运行更加稳定；优化后叶轮流道变宽，流道内的压力梯度变小，漩涡在径向收缩，叶片工作面的漩涡几乎消失，流动状况有所改善；叶轮流道内湍动能分布更加合理，同时低湍动能区域增加，流动损失减少，叶片做功能力提高，水力效率也因此提高。

关键词：磁悬浮离心泵;改进灰狼算法;RBF神经网络;水力效率;湿法刻蚀清洗设备

基金资助：国家自然科学基金项目(52169018)和中央引导地方科技发展基金项目(23ZYQA0320)