透平叶片的气动优化设计系统

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1、第!!卷!第"期热力透平#$%&!!’$&"())*年!月!"#$%&’!($)*+#%,-.())*透平叶片的气动优化设计系统袁!新"!林智荣"!赖宇阳(!陈志鹏"!"&清华大学热能工程系"北京")))Q*#(&赛特达科技有限公司"北京")))Q)$摘!要!!发展了一个叶轮机械叶片全三维粘性杂交问题的气动优化设计系统%该系统包括分析技术与组合优化技术的耦合&前者基于高精度’鲁棒型的数值分析方法"已成功地用于蒸汽透平叶片的流动分析"并经详细考核已将其纳入到了实际的叶片气动设计体系#后者基于优秀的AURIS+商用

2、优化平台"通过对多种优化方法的集成从而发展了组合的叶片全三维气动优化策略%数值结果与试验数据的比较表明了这一气动优化设计系统真正纳入到工业设计体系是完全可能的%关键词!!蒸汽透平#XP3#气动优化设计中图分类号!+,(-!&!!!!!文献标识码!.!!!!文章编号!"-/(011*2"())*#)"0)))Q0)-7"+%;9(-’,0*&),’,<-),%(39/)"’.%+54+6,("=$-;"!"/,>("$45$.6207)*+"$4#5(’018*+($9!-$.620:/*+"("#$32*"".

3、>6:,-<961<8?!06-9,@#123166-312$!A31204,(13B6-A3<;$)63C312")))Q*$7031,%(./320<1,78-:8-,<381$)63C312")))Q)$7031,#76/)+-0)!!.8;4>$Ca8;7A@$69A7AD;9A$8:a:947=$>9E4EaB>AC9E>44?CA748:A$8;%B%;C4C4:AG8$@$<6%4CHA9E@$76<9;9A$8;%=%;94C$69A7AD;

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6、8C4:AG8些共同的研究"尤其在蒸汽透平叶片的流动分析与"!三维粘性杂交问题的气动优化设计叶片气动优化设计技术方面开展了深入的研究工作!这主要源于两方面的原因%其一是我们在高精&"’蒸汽轮机是现代发电行业的核心动力机械之度的数值分析技术方面提出了独具特色的方法"一!蒸汽透平的效率越高"其气动损失水平就越不仅用于流动损失机理的研究"还将其作为一个强低"对环境的污染也就越小!为了提高透平叶片有力的分析工具纳入到了叶片气动优化设计体系(的设计水平以便能最大限度地提高其热效率"我其二是我们将近年来发展起来的各种先进的

7、优化&(’们必须深入全面准确地了解透平内部的全工况流技术与我们的分析技术耦合起来"由此生成了叶动状态"尽可能采用高精度的计算流体力学片三维粘性杂交问题气动优化平台!#XP3$分析手段来发展蒸汽透平叶片的气动优化图"显示了叶片全三维粘性杂交问题气动优设计方法!化平台的要素框图!对于二维叶型成型"采用了近年来"清华大学与国内外蒸汽轮机制造厂家非均匀有理[样条#’$8?W8A=$>7Y;9A$8;%[?合作"在发展蒸汽透平通流部分设计方面开展了一U6%A84:$技术#简称’WY[U技术$进行叶片的参收稿日期!())!

8、0)20()基金项目!国家重点基础研究发展规划#I"222)((!)-$)国家自然科学基金#1))/-)"2$资助项目作者简介!袁新#"21-0$"男"工学博士"清华大学教授"博士生导师"主要从事叶轮机械气动热力学)计算流体力学与现代优化设计)燃气轮机与蒸汽轮机技术等研究(目前主持有国家自然科学基金)国家2/!)国家Q-!)航空领域)国际合作等项目及课题!万方数据第"期!!!!!!!!