对透平叶栅自动气动优化设计方法

《对透平叶栅自动气动优化设计方法》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、学兔兔www.xuetutu.com第45卷第9期机械工程学报Vo1．45NO．92009年9月JOURNAL0FMECHANICALENGINEERINGSep．2009DOI：10．3901／J／~[E．2009．09．109透平叶栅自动气动优化设计方法宋立明罗常李军丰镇平(西安交通大学叶轮机械研究所西安710049)摘要：为提高叶栅的气动性能，提出基于能量法的叶栅自动设计参数化方法，结合自适应差分进化算法和Reynolds．AveragedNavier-Stokes(RANS)方程求解技术，提出

2、适用于透平叶栅气动优化设计的自动气动优化算法。以总压恢复系数最高为目标函数，在满足流量和出口气流角约束条件下，利用提出的气动优化算法对-d'展弦比后加载叶栅进行了自动气动优化设计。优化后，叶栅的总压恢复系数握高了0．7％，叶栅的气动性能明显提高。优化结果表明该算法具有良好的优化性能和应用前景。关键词：透平叶栅自动气动优化能量法差分进化算法中图分类号：0354AutomaticAerodynamicOptimizationMethodforTurbineCascadeSONGLimingLUOChang

3、LIJunFENGZhenping(InstituteofTurbomachinery,Xi’allJiaotongUniversity,Xi’an710049)Abstract：Anewautomaticdesignparameterizationmethodoftheturbinecascadeisproposedbasedontheenergyoptimizationmethodfor2Dbladeprofile．Combinedwiththeautomaticdesignparameteriz

4、ationmethod，theparalleladaptiverangediferentialevolutionalgorithmandReynolds-AveragedNavier-Stokes(RANS)solvertechnique，anautomaticaerodynamicoptimizationmethodisdeveloped．Anaft—loadedcascadeisoptimizedforthemaximizationofthetotalpressurecoeficient．Thet

5、otalpressurecoeficientoftheoptimumdesignhas0．7％higherthanthatofthereferencecascade．Theoptimaldesignbladeshowsabetteraerodynamicperformancethanthatofthereferencedesign．Theexcellentoptimizationperformanceandapplicationprospectofthepresentedmethodologyarea

6、lsoindicated．Keywords：TurbinecascadeAutomaticaerodynamicoptimizationEnergyoptimizationmethodDiferentialevolutionalgorithm设计优化，在优化过程中结合人工神经网络进行近0前言似评价，减少了设计周期。SONG等【4】结合自适应差分进化算法、三次非均匀B样条曲面造型方法和叶栅气动优化设计技术是国内外叶轮机械气Reynolds．AveragedNavier—Stokes(RANS)方程求解动

7、热力学领域关注的一个重点，结合计算流体动力技术，对小展弦比跨音速透平级进行气动优化设计，学(Computationfluiddynamics，CFD)方法和进化算实现了透平级三维气动优化设计。法形成的气动优化设计方法是当前叶栅设计研究中上述的气动优化设计普遍采用改型参数化方的热点。PETROVIC等I应用进化算法结合CFD技法，对参考叶栅有很强的依赖性，难以实现叶栅的术进行了透平通流部分和透平叶片的优化设计；自动气动优化设计。为克服此缺点，本文以能量法OYAMA等利用实数型遗传算法结合Navier-S

8、tokes为基础，提出了透平叶栅自动设计参数化方法，在方程求解技术，对轴流透平叶片进行了优化设计，此基础上结合自适应差分进化算’法IJ和RANS求解设计结果得到了很好的验证；GIANNAKOGLOUL3技术，提出了透平叶栅自动气动优化设计方法。该应用遗传算法与CFD结合进行了透平叶栅的气动方法不依赖初始叶栅型线，可对叶栅几何参数进行较大范围的优化，具有优秀的设计能力和重要的工程实用价值。20080920收到初稿，20090409收到修改稿学兔兔www.x