Investigación de enfoque de optimización eficiente para la modernización de la geometría del tubo de aspiración de la turbina Francis
Autores: Luin, Ivana; Sikirica, Ante; iko Kuli, Marija; arija, Zoran
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Matemáticas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
La instalación de nuevas y la revitalización de existentes centrales hidroeléctricas requiere el diseño óptimo de las piezas de la turbina hidráulica, que anteriormente se basaban principalmente en métodos analíticos simplificados y prácticas de ingeniería. Con el aumento en la potencia computacional, los métodos de optimización ahora presentan un enfoque efectivo para la mejora de la geometría de las piezas de la turbina, lo que permite ajustes finos de ajuste de geometría específicos del sitio. Sin embargo, a pesar del continuo aumento en la potencia computacional, tales optimizaciones numéricas aún requieren recursos y tiempo sustanciales. Por lo tanto, en el artículo propuesto, se realizó un análisis extenso de diferentes simplificaciones numéricas para determinar el mejor equilibrio entre precisión y los recursos computacionales requeridos para la optimización del tubo de aspiración. Además, se investigó la influencia de la parametrización de la geometría en términos de mayor flexibilidad geométrica, diferentes funciones objetivo y parámetros de optimización. Dentro de las restricciones consideradas, se obtuvo una geometría novedosa del tubo de aspiración, con desplazamientos de codo hacia la salida del tubo de aspiración, una forma que no se podía obtener con la parametrización habitual del tubo de aspiración. También se observó que las mejoras de geometría para un único punto de operación no proporcionaban mejoras para otros puntos de operación. Los hallazgos obtenidos sobre la configuración numérica y de optimización pueden ser utilizados como pautas para futuras investigaciones de optimización, donde la optimización multiobjetivo para múltiples puntos de operación debería ser investigada más a fondo.
Descripción
La instalación de nuevas y la revitalización de existentes centrales hidroeléctricas requiere el diseño óptimo de las piezas de la turbina hidráulica, que anteriormente se basaban principalmente en métodos analíticos simplificados y prácticas de ingeniería. Con el aumento en la potencia computacional, los métodos de optimización ahora presentan un enfoque efectivo para la mejora de la geometría de las piezas de la turbina, lo que permite ajustes finos de ajuste de geometría específicos del sitio. Sin embargo, a pesar del continuo aumento en la potencia computacional, tales optimizaciones numéricas aún requieren recursos y tiempo sustanciales. Por lo tanto, en el artículo propuesto, se realizó un análisis extenso de diferentes simplificaciones numéricas para determinar el mejor equilibrio entre precisión y los recursos computacionales requeridos para la optimización del tubo de aspiración. Además, se investigó la influencia de la parametrización de la geometría en términos de mayor flexibilidad geométrica, diferentes funciones objetivo y parámetros de optimización. Dentro de las restricciones consideradas, se obtuvo una geometría novedosa del tubo de aspiración, con desplazamientos de codo hacia la salida del tubo de aspiración, una forma que no se podía obtener con la parametrización habitual del tubo de aspiración. También se observó que las mejoras de geometría para un único punto de operación no proporcionaban mejoras para otros puntos de operación. Los hallazgos obtenidos sobre la configuración numérica y de optimización pueden ser utilizados como pautas para futuras investigaciones de optimización, donde la optimización multiobjetivo para múltiples puntos de operación debería ser investigada más a fondo.