本文關(guān)鍵詞：軸流壓氣機(jī)葉片與端區(qū)一體化優(yōu)化設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 軸流壓氣機(jī)葉片 遺傳算法 人工神經(jīng)網(wǎng)格 非軸對稱端壁 彎葉片/非軸對稱端壁聯(lián)合造型

【摘要】：壓氣機(jī)葉柵中的三維流動中，靜葉的角區(qū)分離和二次流流動影響著葉柵內(nèi)分離流動損失，同時(shí)也影響著壓氣機(jī)的穩(wěn)定工作范圍。很多研究表明非軸對稱端壁造型技術(shù)的應(yīng)用對附面層流動具有明顯的控制作用，影響著葉柵內(nèi)的損失分布和葉柵效率。隨著三維計(jì)算流體力學(xué)和計(jì)算機(jī)以驚人的發(fā)展速度，越來越多的數(shù)值模擬手段以應(yīng)用于軸流壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)中去。計(jì)算機(jī)并行技術(shù)的發(fā)展對軸流壓氣機(jī)設(shè)計(jì)也起到相當(dāng)大的作用。對壓氣機(jī)要求隨之也是越來越高對設(shè)計(jì)者提出更為嚴(yán)格的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識。本文考慮入口來流附面層的情況下，以軸流壓氣機(jī)靜葉葉柵為原型，基于NUMECA的三維優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺Design3D進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以神經(jīng)網(wǎng)格與人工神經(jīng)網(wǎng)格結(jié)合的優(yōu)化方法，分別進(jìn)行非軸對稱端壁造型和不同彎曲方式與非軸對稱端壁造型相結(jié)合的優(yōu)化設(shè)計(jì)，探究非軸對稱端壁造型對流場漩渦結(jié)構(gòu)的影響，，在非軸對稱端壁造型中引入正彎葉片探討其降低總壓損失的原理。本文主要進(jìn)行以下幾方面工作 首先，本文對所選軸流高負(fù)荷壓氣機(jī)具有60度折轉(zhuǎn)角的靜葉葉柵進(jìn)行三維數(shù)值模擬，并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，證明FINE/TURBO商業(yè)計(jì)算軟件可以預(yù)測該葉柵中的流場，驗(yàn)證該計(jì)算的可靠性。 其次，本文對壓氣機(jī)靜葉葉柵進(jìn)行參數(shù)化造型，介紹葉型參數(shù)化方法和本文中應(yīng)用的端壁造型方法，在21個不同葉高處的吸力面和壓力面型線進(jìn)行參數(shù)化擬合，由21個截面處葉型按積疊線生成三維葉片。保證在葉片彎曲時(shí)可以平滑，連續(xù)過度。而端壁造型中以沿流向布置徑向擾動點(diǎn)來生成曲面造型。通過對葉片以及端壁參數(shù)化擬合可以為之后的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供良好的設(shè)計(jì)變量。 最后，對分別進(jìn)行非軸對稱端壁造型和不同彎曲方式與非軸對稱端壁造型相結(jié)合的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在大折轉(zhuǎn)角葉柵中應(yīng)用非軸對稱端壁造型技術(shù)和非軸對稱端壁結(jié)合彎葉片造型技術(shù)改變?nèi)~柵內(nèi)的分離結(jié)構(gòu)，減小附面層分離，以及使流場中的分離形式由閉式分離轉(zhuǎn)向開式分離。非軸對稱端壁造型下其出口截面總壓損失降低10.9%，彎葉片結(jié)合非軸對稱端壁造型下其總壓損失峰值降低17%，出口截面總壓損失降低13.5%。
【關(guān)鍵詞】：軸流壓氣機(jī)葉片 遺傳算法 人工神經(jīng)網(wǎng)格 非軸對稱端壁 彎葉片/非軸對稱端壁聯(lián)合造型
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH453
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 研究目的及意義9
• 1.2 非軸對稱端壁研究現(xiàn)狀9-15
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.3 國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述的簡析15
• 1.3 葉輪機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 論文的主要研究內(nèi)容17-19
• 第2章 數(shù)值驗(yàn)證及優(yōu)化方法介紹19-29
• 2.1 算法介紹19-23
• 2.1.1 遺傳算法19-21
• 2.1.2 人工神經(jīng)網(wǎng)格 BP(誤差反傳播)算法21-23
• 2.2 數(shù)值驗(yàn)證23-28
• 2.2.1 計(jì)算平臺介紹23-24
• 2.2.2 環(huán)形靜葉葉柵數(shù)值模擬24-25
• 2.2.3 數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)的比較25-28
• 2.3 本章小結(jié)28-29
• 第3章 非軸對稱端壁優(yōu)化設(shè)計(jì)29-49
• 3.1 引言29
• 3.2 非軸對稱端壁造型方法29-30
• 3.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案30-32
• 3.4 優(yōu)化結(jié)果分析32-48
• 3.4.1 二次流定義32-33
• 3.4.2 非軸對稱端壁造型優(yōu)化結(jié)果33-34
• 3.4.3 漩渦結(jié)構(gòu)分析34-36
• 3.4.4 二次流矢量圖分析36-41
• 3.4.5 軸向總壓損失系數(shù)分析41-46
• 3.4.6 總壓損失系數(shù)和出口氣流角分析46-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第4章 不同周向彎曲形式與端壁造型結(jié)合優(yōu)化設(shè)計(jì)49-68
• 4.1 引言49
• 4.2 不同周向彎曲形式與端壁造型聯(lián)合造型方法49-52
• 4.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案52-53
• 4.4 優(yōu)化結(jié)果分析53-67
• 4.4.1 彎葉片造型聯(lián)合非軸對稱端壁造型優(yōu)化結(jié)果53-55
• 4.4.2 集中脫落渦分析55-56
• 4.4.3 漩渦結(jié)構(gòu)分析56-61
• 4.4.4 軸向壓力損失系數(shù)和流線分析61-65
• 4.4.5 總壓損失系數(shù)和氣流角65-67
• 4.5 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論68-69
• 參考文獻(xiàn)69-75
• 致謝75

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 伊衛(wèi)林;黃鴻雁;韓萬金;;模擬退火算法與響應(yīng)面模型在壓氣機(jī)動葉優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J];動力工程;2006年04期

2 李楊;歐陽華;杜朝輝;;低壓軸流風(fēng)機(jī)周向彎曲葉片頂部間隙流動的數(shù)值分析[J];動力工程;2006年05期

3 李楊,歐陽華,杜朝輝;周向彎曲低壓軸流風(fēng)機(jī)葉頂泄漏流動數(shù)值研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2005年02期

4 高增s

本文編號：999225