Applying Computational Fluid Dynamics and Numerical Optimization
Buch, Englisch, 304 Seiten, Format (B × H): 157 mm x 246 mm, Gewicht: 635 g
ISBN: 978-1-119-18829-2
Verlag: Wiley
Dieses aktuelle Referenzwerk behandelt numerische Optimierungsmethoden für Strömungsmaschinen und die wichtigsten industriellen Anwendungen. Grundlagen sind umfangreiche Forschung und Erfahrung der Autoren. Die logischen Zusammenhänge, um den Bereich der numerischen Strömungssimulation (CFD) zu verstehen, werden anhand der Grundlagen der Strömungsmechanik, von Strömungsmaschinen und ihrer Komponenten erläutert. Im Anschluss folgt eine Einführung in Methoden der Ein- und Mehrzieloptimierung, die automatische Optimierung, in Ersatzmodelle und Entwicklungsalgorithmen. Das Fachbuch schließt mit der ausführlichen Erklärung von Designansätzen und Anwendungen für Pumpen, Turbinen, Kompressoren und weiteren Systemen von Strömungsmaschinen. Der Nachdruck liegt hier bei Systemen für erneuerbare Energien.
- Die Autoren sind führende Experten des Fachgebiets.
- Ein handliches Fachbuch zu Optimierungsmethoden mittels numerischer Strömungssimulation bei Strömungsmaschinen.
- Beschreibt wichtige Anwendungsbereiche in der Industrie und enthält Kapitel zu Systemen für erneuerbaren Energien.
Design Optimization of Fluid Machinery ist ein wichtiger Leitfaden für Graduierte, Forscher und Ingenieure aus den Bereichen Strömungsmaschinen und zugehörige Optimierungsmethoden. Als Fachbuch mit allem Wissenswerten zu dem Thema richtet es sich an Studenten höherer Semester der Fachrichtungen Maschinenbau und verwandter Bereiche der Strömungssimulation und Luft-/Raumfahrttechnik.
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Weitere Infos & Material
Preface xiii
1 Introduction 1
1.1 Introduction 1
1.2 Fluid Machinery: Classification and Characteristics 2
1.3 Analysis of Fluid Machinery 4
1.4 Design of Fluid Machinery 7
1.5 Design Optimization of Turbomachinery 9
2 Fluid Mechanics and Computational Fluid Dynamics 11
2.1 Basic Fluid Mechanics 11
2.2 Computational Fluid Dynamics (CFD) 16
3 Optimization Methodology 35
3.1 Introduction 35
3.2 Multi-Objective Optimization (MOO) 41
3.3 Constrained, Unconstrained, and Discrete Optimization 43
3.4 Surrogate Modeling 44
3.5 Error Estimation 49
3.6 Sampling Technique 57
3.7 Optimizers 59
3.8 Multidisciplinary Design Optimization 59
3.9 Inverse Design 60
3.10 Automated Optimization 61
3.11 Conclusions 68
4 Optimization of Industrial Fluid Machinery 71
4.1 Pumps 71
4.2 Compressors and Turbines 98
4.3 Fans 146
4.4 Hydraulic Turbines 192
4.5 Others 226
5 Optimization of Fluid Machinery for Renewable Energy Systems 257
5.1 Wind Energy 257
5.2 Ocean Energy 264
5.3 Energy Extraction from Ocean Waves 266
5.4 Oscillating Water Column (OWC) 267
5.5 Classification of Turbines 269
5.6 Optimization of Air Turbines 272
References 276
Nomenclature 279
Index 287
