В ходе эксплуатации гидроэлектростанций наибольшему влиянию со стороны потока жидкости подвержено рабочее колесо (РК) гидротурбины. Кавитация – явление парообразования в зонах, где давление меньше чем давление парообразования. Работа в зонах повышенной мощности часто сопровождается кавитационными явлениями, которые негативно влияют на конструкцию гидротурбины. Повышение кавитационного качества, а также энергетических характеристик рабочего колеса гидротурбины являются приоритетными задачами при модернизации ГЭС.

Для решения задачи многоцевой оптимизации применяется генетический алгоритм. Как правило, расчет одной геометрии проводится в двух режимных точках: близко к оптимуму и на повышенной мощности. При этом во втором режиме необходимо минимизировать кавитацию. Для этого предлагается проводить расчет в кавитационной постановке. Для этого в математическую модель добавляется уравнение переноса объемной доли жидкости с источниковыми членами, отвечающими за конденсацию и парообразование.

Данный подход внедрен в программный комплекс CADRUN-opt. Показано, что в результате оптимизации по предложенной модели удается получить новые РК, обладающие хорошими энергетическими и кавитационными показателями.