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基于CFD方法的叶轮机械优化设计理论及实例的开

题报告

一、选题背景

叶轮机械是指以叶轮为主要工作部件的机械装置，广泛应用于工业、

船舶、航空等领域。优化设计可以提高叶轮机械的效率、降低噪声、延

长使用寿命等方面的性能。CFD即ComputationalFluidDynamics（计算

流体动力学），是一种基于数值计算方法的流体力学研究方法，已成为

叶轮机械优化设计中重要的工具。因此，研究基于CFD方法的叶轮机械

优化设计理论及实例具有现实意义和科学价值。

二、研究目的

本研究旨在探究基于CFD方法的叶轮机械优化设计理论，并以实际

叶轮机械为例，实现叶轮机械的优化设计，提高其效率、降低噪声和延

长使用寿命。

三、研究内容

1.叶轮机械的基本原理及性能参数分析

2.CFD方法的基本理论及应用

3.基于CFD的叶轮机械流场模拟及分析

4.叶轮机械优化设计方法及流程

5.实例分析：基于CFD方法的某型叶轮机械的优化设计

四、研究方法

1.搜集叶轮机械及CFD领域的相关文献资料

2.建立叶轮机械流场模型，进行CFD流场模拟

3.分析叶轮机械流场模拟结果，提取优化设计指标

4.设计并实现叶轮机械的优化设计方案

5.验证设计方案的优化效果

五、预期成果

1.实现基于CFD方法的叶轮机械优化设计方案

2.提出叶轮机械设计中的优化指标

3.分析优化设计方案的优点和不足

4.提出研究中的改进和展望

六、研究进度安排

1.阅读相关文献，了解所研究的叶轮机械及CFD领域的基本理论

（3周）

2.根据所选叶轮机械，建立数值流场模型，并进行CFD流场模拟(6

周)

3.结果分析，并提取优化设计指标，设计优化方案(4周)

4.验证优化设计方案的效果(4周)

5.撰写论文并进行答辩(9周)

七、研究意义和创新点

1.探索基于CFD方法的叶轮机械优化设计理论，对现代工业和军事

领域具有重要的实用价值。

2.实现基于CFD方法的某型叶轮机械的优化设计，为类似叶轮机械

的改进提供借鉴。

3.提出叶轮机械设计中的优化指标，拓宽优化设计思路。

4.着重研究CFD在叶轮机械优化设计中的应用，为相关研究提供参

考和借鉴。