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《涡轮冷却叶片参数化建模及多学科设计优化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、涡轮冷却叶片参数化建模及多学科设计优化第22卷第8期2007年8月航空动力JournalofAerospacePowerVol.22NO.8Aug.2007文章编号：1000—8055(2007)08—1346—06涡轮冷却叶片参数化建模及多学科设计优化虞跨海，岳珠峰(西北工业大学力学与土木建筑学院，西安710072)摘要:建立了一个涉及结构，气动，传热，振动，强度和寿命等学科的涡轮冷却叶片多学科设计优化系统，进行了单孔薄壁冷却叶片的多学科设计优化.提出了单孔薄壁冷却叶片的参数化造型方法,叶片叶型采用5次多项式构造
2、，气动与传热为三维耦合分析;叶片体积平均温度与最高温度为优化目标，强度，振动和寿命等学科相关参数为约束,模拟退火与序列二次规划组合算法进行叶片参数空间寻优，在保持冷却气体流量不变的条件下,优化提高了冷却效果，降低了叶片材料的性能要求.关键词:航空，航天推进系统;冷却叶片;多学科设计优化;参数化建模;耦合分析中图分类号:V232文献标识码:APararnetricmodelingandmultidisciplinarydesignoptimizationforcoolingturbinebladeYUKHa—hai,
3、YUEZhu—feng(SchoolofMechanics,CivilEngineeringandArchitecture,NorthwesternPolytechnicalUniversity^Xi^nVl0072,China)Abstract:Amu1tidisciplinarydesignoptimizationsystemforgasturbineblade,whichinvolvesstructure,aerodynamic,heattransfer,vibrationandservicelife,etc
4、,hasbeendeveloped,servingthepurposeofmu1tidisciplinarydesignoptimizationofsingle一holethinwallcoolingblade.Aparametricmodelingmethodwasalsoproposedforsingle一holethinwallcoolingblade.Thebladesurfacegeometryisdefinedbyfive—orderpolynomials,while3-Dcouplinganalysi
5、swasmadeforaerodynamicandheattransfe匚Theavemgetemperatureandrnaxirnumtemperatureofbladevolumewereoptimized,withaerodynamic,vibrationandserv一icelifeastheconstraints.AcombinedalgorithmofannealingsimulationandSQP(SequentialQuadraticProgramming)wasusedtooptimizeth
6、ebladeparameters.Whiletheflowrateofcoolingairwaskeptunchanged^thecoolingeffectwasimprovedandtheperformancerequirementontheb】ademateijalswasreduced.Keywords:aerospacepropulsionsystem;coolingturbineblade;mu1tidiscip1inaryde一signoptimization(MDO);parametricmodeli
7、ngdesign;couplinganalysis航空发动机涡轮人口轮叶片的材料与结构提出主要采用以空气为冷却介却气体的引入又降低了涡温度的不断提高，对涡了挑战，目前涡轮叶片质的冷却方式，但是冷轮的热能效率，因此如何提高冷却气体的冷却效率是涡轮叶片结构设计的重要内容.国内外许多学者在涡轮冷却叶片的设计优化方面做了许多的工作，取得了一定的进展,Carlo收稿日期:2006—08—08;修订日期:2006—11一o3基金项目:国家白然科学基金(50375124,10472094),航空科学基金(O3B53OO3)作者简
8、介:虞跨海(1982一)，男，浙江义乌人，博士生，主要从事多学科设计优化，结构设计与优化方面工作第8期虞跨海等:涡轮冷却叶片参数化建模及多学科设计优化Carcasci_l等人进行了燃气涡轮静子叶片内冷却设计的研究，但是只分析了--维冷却叶片模型；ShuyeTengEz等人研究了气膜孔形状对涡轮叶片传热系数分布的影响问题;Louis_3等人进行了涡轮叶片冷却通
