Page 51 - 2024年第55卷第2期

于正交设计各模拟方案设计参数条件的差异，各模拟结果的 ３个评价指标值均存在较大的波动幅
度且无明 显 规 律。Ｈ 指 标值水 平为 ７２．９ｍｍ±２４．８ｍｍ，变 异 系 数 Ｃ ＝ ０．３４０，平 均 值 大于 中位 数；
ｆ ｖ
Ｖ
Ｍ 珔 指标值水平为－ １７．５４％±２５．０４％，变异系数 Ｃ ＝ １．４２８ ，平均值与中位数接近；Ｃ 珔 指标值水平为
Ｖ
ｕ，ｓ ｖ ｕ，ｐ
６４．６４％±１．４０％，变异系数 Ｃ ＝ ０．０２２ ，平均值小于中位数。当某一指标值达到最优时，另外两个指标
ｖ
Ｖ
并不能达到最优，尤 其 是 Ｍ 珔 波 动 最 为 明 显；各 评 价 指 标 对 结 构 参 数 的 敏 感 性 强 弱 为 Ｍ 珔 ＞Ｈ＞
Ｖ
ｕ，ｓ ｕ，ｓ ｆ
Ｖ
Ｃ 珔 ，各指标的变化过程存在明显的非一致性，很难同时达到最优。因此需开展泵站进水结构流场特
ｕ，ｐ
Ｖ
性多参数多目标优化研究，并且应以 Ｍ 珔 和 Ｈ 作为重点优化目标，并辅以 Ｃ 珔 指标优化以期实现泵
Ｖ
ｕ，ｓ ｆ ｕ，ｐ
Ｖ
站进水结构流场特性的整体最优，故取 Ｈ、Ｍ 珔 、Ｃ 珔 指标的权重系数分别为 ０．３、０．５、０．２。
Ｖ
ｆ
ｕ，ｐ
ｕ，ｓ
采用极差法 ［２９］ 分析影响泵站进水结构流场特性指标的主次因素，计算因素各水平指标值的极差大
小直接反映了相应因素对指标影响作用的大小，即极差大的因素，其不同水平对指标造成的差别也
大，一般为主要因素，反之极差小的因素一般为次要因素。泵站进水结构正交设计数值模拟方案各评
价指标极差分析结果见表 ６。
表 ６ 评价指标极差分析表
评价 因素 关键参数
指标 水平 扩散角 总宽度 底部纵坡 悬空高度 淹没深度 后壁距
Ⅰ ４３８．５ ３３７．１ ３４５．９ ４６０．２ ３４８．２ ３０６．８
Ⅱ ４０４．５ ３１９．２ ３４０．７ ３２８．９ ３８６．８ ４３０．６
Ⅲ ３４０．３ ３９６．５ ４６３．３ ３６６．８ ３９９．３ ４２４．３
Ｈ ｆ ?ｍ
Ⅳ ３８１．９ ３３５．５ ３１０．９ ３０６．８ ３６７．３ ３２７．７
Ⅴ ２５７．５ ４３４．４ ３６１．９ ３６０．０ ３２１．１ ３３３．３
极差 １８１．０ １１５．２ １５２．４ １５３．４ ７８．２ １２３．８
Ⅰ － １６５．６５ － ８６．１４ － ７７．２８ － １４２．２９ － ８３．５３ － ５１．１５
Ⅱ － １３３．３４ － ５４．６９ － ７３．６５ － ５７．８７ － １２９．２６ － １５１．５２
Ⅲ － ６５．０２ － １０２．２８ － １６６．６８ － ４６．３６ － １００．３８ － ５２．０９
Ｍ 珔 ?％
Ｖ ｕ，ｓ
Ⅳ － １４２．８１ － ２９．６７ － ５４．４９ － ７１．０４ － ７９．９８ － ５３．７１
Ⅴ ６８．３３ － １６５．７１ － ６６．３９ － １２０．９３ － ４５．３４ － １３０．０２
极差 ２３３．９８ １３６．０４ １１２．１９ ９５．９３ ８３．９２ １００．３７
Ⅰ ３１２．８１ ３１２．９９ ３１５．０９ ３０５．６６ ３１１．９４ ３１２．１３
Ⅱ ３１６．０９ ３１０．４４ ３１５．２８ ３１３．３０ ３１０．３５ ３０７．６４
Ⅲ ３１５．２１ ３１５．４３ ３０８．７６ ３１４．２０ ３１３．３１ ３１５．１１
Ｃ 珔 ?％
Ｖ ｕ，ｐ
Ⅳ ３０８．３６ ３１４．５６ ３１４．２４ ３１６．７３ ３１２．７５ ３１５．１８
Ⅴ ３１３．５５ ３１２．６０ ３１２．６５ ３１６．１３ ３１７．６７ ３１５．９６
极差 ７．７３ ４．９９ ６．５２ １１．０７ ７．３２ ８．３２

由表 ６可知，影响 Ｈ 的因素主次顺序为扩散角＞底部纵坡 ＝ 悬空高度＞后壁距＞总宽度＞淹没深度，
ｆ
即进水结构扩散角 θ 是最主要影响因素，而底部纵坡 ｉ、悬空高度 Ｃ的影响不可忽略；影响 Ｍ 珔 的因
Ｖ
ｕ，ｓ
素主次顺序为扩散角＞总宽度＞底部纵坡＞后壁距＞悬空高度＞淹没深度，即进水结构扩散角 θ 也是影响
Ｍ 珔 的最主要因素，而总宽度 Ｂ的影响不可忽略；影响 Ｃ 珔 的因素主次顺序为悬空高度＞后壁距＞扩
Ｖ
Ｖ
ｕ，ｓ ｕ，ｐ
Ｖ
散角＞淹没深度＞底部纵坡＞总宽度，即进水结构吸水管悬空高度 Ｃ是影响 Ｃ 珔 的最主要因素，而后壁
ｕ，ｐ
距 Ｔ的影响不可忽略。淹没深度 ｈ对各评价指标的影响表现不明显。
ｓ
４．２ 优化模型应用
４．２．１ 预测精度分析 基于样本数据库进行 ＰＳＯ － ＢＰＮＮ网络训练，随机选取 ６５组作为训练集，剩余
样本作为测试集，则训练集（ Ｔｒａｉｎ）、验证集（Ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ）、测试集（Ｔｅｓｔ）均方根误差曲线及其回归能力
如图 ７、图 ８所示。

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