以NPS12—Class150楔形闸阀为研究对象,对闸阀阀体中腔加强筋结构与位置进行正交试验设计,通过Kriging代理模型对正交设计结果进行曲面插值后,利用遗传算法对Kriging代理模型求取最优值,实现闸阀阀体强度及其密封性能优化。数值模拟验证结果表明:与优化前相比,优化后的闸阀最大等效应力减小了29.97%,最大位移量减小了44.31%,最小密封比压从0MPa增加到16.243MPa,且密封间隙为0mm。

针对8′-150LB轴流式止回阀研究其流阻特性,并对其阀芯结构和文丘里阀口结构进行优化设计。为获得轴流式止回阀全开状态下的最小流阻,采用Nystrom法对阀门设计参数进行了确定,利用正交试验方法列出3因素,5水平的25组试验。在此基础上,建立设计参数与性能的Kriging响应面模型。最后利用遗传粒子群算法对Kriging模型进行优化,选取阀门减阻优化设计最优结构参数。

对纯水液压锥阀阀口流场气穴进行了数学建模，并用FLUENT软件进行了仿真分析，从而得到气穴发生的程度与流场压力分布之间的关系。通过分析发现，如对阀座和阀芯的结构进行改进，可以明显减小负压值与气穴发生的程度。