使用统计方法的大数据方法可以减少与泵的配置和安装泵的工厂相关的总模拟时间，从而有助于优化计算流体动力学(CFD)分析。BETVICTOR体育官网
这篇文章报告了一个最近的案例研究的结果，使用取水泵系统的设计进行。之所以选择进水进行研究，是因为它在海水淡化、发电、液化天然气(LNG)以及普通冷却和工业供水等广泛市场中代表着高附加值服务(在可靠性和能源消耗方面)。它被选中的另一个原因是，其设计的优化阶段需要研究大量的配置，并需要复杂的实验和CFD测试活动。
进水口设计研究导论
液压研究所(HI)标准定义了可靠进水口设计的指导方针，给出了结构的主要尺寸作为泵入口直径的函数。然而，每当进水口的土建工程尺寸不符合HI建议时，就有必要对穿过进水口的流量进行深入调查，以寻找可能导致意外振动和恶化水力性能的泵入口附近的任何不均匀流量分布。HI标准建议，检查这种配置的最佳方法是根据弗劳德相似性对进水口进行物理模型试验研究。然而，物理模型测试(通常为1:10)是相当昂贵和耗时的，因为进水口的优化阶段需要分析许多配置。
CFD分析作为替代方案
物理模型测试的另一种选择是使用CFD对虚拟进水口进行分析。这种方法有利于评价接近泵的流动特性和不同几何布局的分析。BETVICTOR体育官网然而，基于计算网格的复杂性和要模拟的操作条件，进行CFD分析活动可能非常耗时。在这种情况下，使用大数据分析方法可以补充CFD工具，并使整体模拟时间保持最佳。
为了更好地说明这一点，请看这个特定的案例研究:一个进水口配备了8个垂直泵(两个单元，每个单元由4个泵组成)，不符合HI标准。BETVICTOR体育官网
必须考虑四种手术情况:
- 第一个场景:所有8个泵都打开。BETVICTOR体育官网
- 第二种情况:7个泵打开，其中一个泵处于待机状态BETVICTOR体育官网。
- 第三种场景:对于每台机组，三个泵在工作，一个泵关闭。BETVICTOR体育官网全球有6台泵在运行，2台泵处BETVICTOR体育官网于待机状态。
- 第四种情况:每个机组上的两个泵被关闭。BETVICTOR体育官网全球有四台泵处于跳动状态，四台BETVICTOR体育官网泵处于关闭状态。
CFD计算网格包括前舱、8个泵单元和每个泵外部形状的精确几何形状。作为参考，最终用户明确要求对第一种和第二种情况进行完整的CFD研究(9种情况，76.5小时的CFD)。此外，重点研究了第三和第四种情况，以减少计算流体动力学时间。然而，由于计算网格繁重，完成第三和第四种场景的所有组合所需的CFD总时间将超过431.5小时(52例)，这超过了类似项目的典型作业进度(图1和图2)。
最终，这就是为什么CFD分析与准随机设计实验方法相结合，以选择第一组开启和关闭泵的组合进行研究。BETVICTOR体育官网运用大数据分析原理对第一次活动的结果进行筛选，选择不同的输入和输出变量。此外，还定义了几个目标函数，以适当地关联变量。例如，用于确定最坏情况的标准是基于对泵入口产生的旋流角的评估，HI标准使用这个特定的数值来定义泵钟形口上游的流动质量。由于所使用的统计分析，可以识别出触发最坏旋流角倾向较低的情况，从而从第三和第四种情况的可能序列列表中排除，如图3和4所示。最后，大数据分析原理的使用导致总计算时间减少了34.5%(148.5小时对431.5小时，或18例对52例)。
得益于最新一代的研发工具，包括结合大数据方法的3D CFD建模，泵制造商可以从设计阶段就为最终用户的项目提供高附加值的支持。它能够在性能和开发进度方面实现最优的设计解决方案。
