發(fā)布時(shí)間：2021-09-09 06:23

　　設(shè)計(jì)具有低損失，高負(fù)荷和良好全工況性能的葉片，進(jìn)行葉片氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的研究，是關(guān)系葉輪機(jī)械發(fā)展的前沿課題。本論文提出和實(shí)現(xiàn)了一種適用于葉輪機(jī)械全三維氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，并利用該方法對(duì)某低展弦比、大折轉(zhuǎn)角的環(huán)形葉柵分別進(jìn)行了基迭優(yōu)化和全三維氣動(dòng)優(yōu)化。結(jié)果表明，該方法適合使用全三維粘性流動(dòng)程序直接進(jìn)行葉片氣動(dòng)性能分析，能夠有效研究設(shè)計(jì)變量對(duì)葉片性能的影響，縮小優(yōu)化問題規(guī)模，從而提高了氣動(dòng)設(shè)計(jì)優(yōu)化的效率，對(duì)葉輪機(jī)械全方位評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)系統(tǒng)的發(fā)展具有重要意義。本論文的主要成果和創(chuàng)新點(diǎn)表現(xiàn)在以下方面：1. 提出和實(shí)現(xiàn)了適用于葉片全三維氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的組合優(yōu)化方法。該組合優(yōu)化方法分為4個(gè)階段：對(duì)變量進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE）分析、遺傳算法（GA）全局搜索、響應(yīng)面（RSM）近似建模，以及RSM和序列二次規(guī)劃（SQP）相結(jié)合的局部尋優(yōu)。2. 通過采用DOE方法，能夠深入研究設(shè)計(jì)變量的變化如何影響目標(biāo)函數(shù)和約束，獲取設(shè)計(jì)空間性質(zhì)，抓住優(yōu)化問題的主要矛盾，減小葉片氣動(dòng)優(yōu)化問題的規(guī)模；3. 對(duì)于葉輪機(jī)械葉片氣動(dòng)優(yōu)化這種非線性多峰優(yōu)化問題，單純采用某種常規(guī)的數(shù)值優(yōu)化算法不能夠有效得到全局最優(yōu)解，采用GA法進(jìn)行全局搜索... 

【文章來源】：清華大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：93 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

二維葉型參數(shù)模型

圖2.1物理平面與計(jì)算平面我們希望此貼體坐標(biāo)網(wǎng)格系的計(jì)算域與流體的計(jì)算域?yàn)橥痪鶆蚓W(wǎng)，故式（2.12）和（2.13）改寫成：2020 += +=ξξξηηηξξξηηηαβγαβγyyyxxx2222ξξξηξηηηγβαxyxxyyxy=+=+=+（2.14）邊界條件為：(,)(,)2111ξηξηyfxf== ∈Γ11(ξ ,η)(,)(,)2212ξηξηygxg== ∈Γ22(ξ ,η)（2.15）其中 Γ1、 Γ2分別與1Γ 、2Γ 對(duì)應(yīng)，1f 、2f 以及1g 、2g 分別由物面邊界Γ外邊界2Γ 確定。將方程（2.14）用中心差分格式離散，再用松弛法（或 ADI 方法）逐迭代即可最終求得 x， y 。

就必須用方程（2.27）進(jìn)行計(jì)算。圖2.3 NACA0012機(jī)翼的C形網(wǎng)格圖 2.3顯示了 NACA0012 機(jī)翼的 C 形網(wǎng)格，其中內(nèi)邊界（包括機(jī)翼外表面和尾跡的分割線）相當(dāng)于圖 2.2中的下端點(diǎn)，外邊界相當(dāng)于上端點(diǎn)。圖 2.3（a）顯示了 s=1.0~0.5 的情況，圖 2.3（b）顯示了 s=1.0~0.0 的情況，兩者的區(qū)別是顯而易見的。2 光滑性光滑性使網(wǎng)格線光滑連續(xù)。在進(jìn)行光滑處理時(shí)，我們主要是將各個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的坐標(biāo)再按其周圍點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行一次重整。如圖 2.4 所示的二維網(wǎng)格，光滑處理時(shí)，我們采用如下的格式求解 C 點(diǎn)的坐標(biāo)： ++++++++=2121111 NSnsEWewewnsC （2.28）其中，C、 E 、W 、 N 、S 分別是 C、E、W、N、S 各點(diǎn)的矢量坐標(biāo)


本文編號(hào)：3391595