高負(fù)荷吸附式壓氣機(jī)葉型的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、在實(shí)驗(yàn)室已有的無(wú)吸氣葉型優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)基礎(chǔ)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(shí)現(xiàn)了吸附式壓氣機(jī)葉型優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)。該優(yōu)化平臺(tái)基于數(shù)值最優(yōu)化和流場(chǎng)正問(wèn)題計(jì)算相結(jié)合的方法，優(yōu)化策略采用遺傳算法，葉柵流場(chǎng)計(jì)算采用實(shí)驗(yàn)室自編的CFD程序，葉型參數(shù)化采用基于修改量的方法。
　　應(yīng)用此吸附式壓氣機(jī)葉型優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)進(jìn)行了兩個(gè)優(yōu)化：優(yōu)化算例1是為了驗(yàn)證附面層吸氣能夠提高擴(kuò)散因子的說(shuō)法，該優(yōu)化以某大彎角

2、高亞音葉型為初始葉型，以擴(kuò)散因子和總壓損失系數(shù)為設(shè)計(jì)目標(biāo)，最終獲得了吸氣系數(shù)為0.01時(shí)擴(kuò)散因子達(dá)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(kuò)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(diǎn)，拐點(diǎn)前流動(dòng)加速減壓，缺點(diǎn)是降低了氣流轉(zhuǎn)角和葉型尾部負(fù)荷，但也減小了流動(dòng)分離，降低了流動(dòng)損失。優(yōu)化算例2是為了驗(yàn)證此優(yōu)化平臺(tái)進(jìn)行葉型設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)目標(biāo)，最終獲得了可以滿足指定進(jìn)出口條件的葉型。
　　以優(yōu)化算例1獲得的高負(fù)荷吸附式壓氣機(jī)葉型為研究對(duì)象，通過(guò)數(shù)值方法進(jìn)一步研究了吸氣參數(shù)對(duì)葉柵性能的影響規(guī)律，研究發(fā)現(xiàn)：對(duì)于該葉型，吸氣槽角度會(huì)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??；對(duì)于該葉型，采用簡(jiǎn)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(jì)算結(jié)果；對(duì)吸氣量的研究獲得了與現(xiàn)有文獻(xiàn)一致的結(jié)論，存在一個(gè)最