高負荷吸附式壓氣機葉型的優(yōu)化設計.pdf

1、在實驗室已有的無吸氣葉型優(yōu)化設計平臺基礎上，用吸力面的一段曲線模擬吸氣槽，且在亞音速情況下，吸氣邊界給定均勻的流量通量分布，實現(xiàn)了吸附式壓氣機葉型優(yōu)化設計平臺。該優(yōu)化平臺基于數(shù)值最優(yōu)化和流場正問題計算相結合的方法，優(yōu)化策略采用遺傳算法，葉柵流場計算采用實驗室自編的CFD程序，葉型參數(shù)化采用基于修改量的方法。
　　應用此吸附式壓氣機葉型優(yōu)化設計平臺進行了兩個優(yōu)化：優(yōu)化算例1是為了驗證附面層吸氣能夠提高擴散因子的說法，該優(yōu)化以某大彎角

2、高亞音葉型為初始葉型，以擴散因子和總壓損失系數(shù)為設計目標，最終獲得了吸氣系數(shù)為0.01時擴散因子達到0.676、總壓損失系數(shù)為0.0195的葉型，與優(yōu)化前相比，優(yōu)化后的擴散因子保持不變，總壓損失系數(shù)下降了54％。與常規(guī)葉型相比，該優(yōu)化葉型壓力面尾部出現(xiàn)拐點，拐點前流動加速減壓，缺點是降低了氣流轉(zhuǎn)角和葉型尾部負荷，但也減小了流動分離，降低了流動損失。優(yōu)化算例2是為了驗證此優(yōu)化平臺進行葉型設計的可行性，該優(yōu)化以上一優(yōu)化的初始葉型為初始葉型，

3、以總壓損失系數(shù)、靜壓比和總壓比為設計目標，最終獲得了可以滿足指定進出口條件的葉型。
　　以優(yōu)化算例1獲得的高負荷吸附式壓氣機葉型為研究對象，通過數(shù)值方法進一步研究了吸氣參數(shù)對葉柵性能的影響規(guī)律，研究發(fā)現(xiàn)：對于該葉型，吸氣槽角度會影響所需的吸氣量，吸氣槽角度越大，獲得同樣的葉柵性能所需的吸氣量越小；對于該葉型，采用簡化的吸氣模型能夠獲得與90度吸氣槽角度的吸氣槽模型相近的計算結果；對吸氣量的研究獲得了與現(xiàn)有文獻一致的結論，存在一個最