基于CFD方法建立轴流式矿用通风机的流体分析模型,选择k-εRNG湍流模型和壁面函数法,通过CFX求解得出不同滞后角条件下全压效率、全压系数、流量系数之间的内在联系以及出口压力和出口速度的变化特性。以全压效率为优化目标,叶片不同截面的出口几何角作为设计变量构建优化数学模型,通过Isight求解出满足优化目标的叶片结构。结果表明,优化后的风机叶片可将全压效率最大提升24.3%,可显著地降低通风机在不同工作条件下的功耗。

最大钻速是判定本安型液压车载钻机工作能力的关键指标。基于二次回归模型,考虑二次交互效应,将最大钻速作为优化目标,将钻刀扭矩、钻杆推力、刀盘转速和螺旋机转速等工作参数作为设计变量构建优化数学模型,根据拟合误差判定近似模型具有较高的精度和稳定性。针对不同的样本数目,采用二次规划算法搜索Pareto最优解集。结果表明,性能优化后的钻机最大钻速为1.16m/h,相比于工程经验法,在满足连续工作温度和噪声条件下提升了23.4%以上。