本文選題：高負(fù)荷　切入點(diǎn)：吸附式　出處：《南京航空航天大學(xué)》2012年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：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，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)最佳的吸氣量，隨著吸氣量的增加吸氣效果減弱，當(dāng)吸氣量大于最佳吸氣量時(shí)，葉柵性能基本不變；對(duì)于該葉型，當(dāng)吸氣參數(shù)接近設(shè)計(jì)值時(shí)，葉柵性能對(duì)吸氣寬度和吸氣位置的擾動(dòng)不敏感。
[Abstract]:On the basis of the optimized design platform of non-suction blade shape in laboratory, a curve of suction surface is used to simulate the suction trough, and under the condition of subsonic velocity, the uniform flux distribution is given at the suction boundary. The optimal design platform of adsorption compressor blade is realized. The optimization platform is based on the combination of numerical optimization and flow field forward problem calculation. The optimization strategy is genetic algorithm, and the cascade flow field calculation is based on the CFD program compiled by the laboratory. Leaf shape parameterization is based on modification method. Two optimizations have been carried out by using this optimal design platform for the blade shape of adsorption compressor. The optimization example 1 is to verify that the boundary layer suction can improve the diffusion factor. The optimization takes a large angle high subtone blade shape as the initial blade shape. With diffusion factor and total pressure loss coefficient as the design goal, the blade shape with diffusion factor of 0.676 and total pressure loss coefficient of 0.0195 when the inspiratory coefficient is 0.01 is obtained. Compared with before optimization, the optimized diffusion factor remains unchanged. The coefficient of total pressure loss is reduced by 54. Compared with the conventional blade shape, the pressure surface of the optimized blade has an inflection point at the end of the pressure surface, and the flow accelerates and decompresses before the inflection point. The disadvantage is that the air flow angle and the tail load of the blade shape are reduced, but the flow separation is also reduced. The flow loss is reduced. The optimization example 2 is to verify the feasibility of the optimization platform for blade shape design. The optimization of the initial blade shape of the above optimization is the initial blade shape, with the total pressure loss coefficient, the static pressure ratio and the total pressure ratio as the design objectives. Finally, the leaf shape which can satisfy the specified import and export conditions is obtained. Taking the blade shape of high load adsorption compressor obtained from optimization example 1 as the object of study, the influence of suction parameters on cascade performance is further studied by numerical method. The greater the suction groove angle, the smaller the suction required to obtain the same cascade performance; for the blade, The simplified suction model can obtain the calculation results similar to that of the 90 degree suction groove model, and the results of the study on the suction volume are in agreement with the existing literature, and there is an optimal inspiratory capacity. With the increase of inspiratory capacity, the suction effect weakens, and the cascade performance is basically unchanged when the inspiratory capacity is larger than the optimal suction rate, and for the blade shape, when the suction parameters are close to the design value, the cascade performance is not sensitive to the disturbance of the suction width and the suction position.
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH45

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本文編號(hào)：1580488