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多级轴流压气机气动分析及二维优化设计

发布时间:2018-05-05 03:13

  本文选题:压气机设计 + 优化设计 ; 参考:《南京航空航天大学》2012年硕士论文


【摘要】:多级轴流式压气机因其内部流动的大逆压梯度等工作特性,尤其是级间匹配等特点使得多级轴流压气机的研制难度很大。深入开展轴流压气机的相关理论基础研究和应用研究,掌握轴流压气机的设计和优化方法,对提高压气机的设计水平,推动高性能压气机设计方面的发展具有非常重要的作用。另外,多级轴流压气机的设计过程是一个需要反复修改、重复设计的过程,因此开展压气机优化设计的方法及理论的研究就成为了一个十分具有工程应用价值的研究课题。 本文研究发展了一种基于压气机二维计算方法的压气机二维分析与优化设计方法。在以往大量的设计经验数据和实验数据的基础上,,使用压气机的二维计算方法对压气机的性能进行计算可以得到十分准确的结果。本文结合压气机的二维计算方法与多目标遗传优化算法,形成了一个以二维性能计算为基础的压气机性能分析和优化设计方法。 为了证明优化设计方法的实用性和可靠性,本文首先对一型大流量多级轴流压气机进行了优化设计,并利用二维和三维CFD的方法对优化设计前后的压气机性能进行了对比分析和研究,证明了优化设计结果的可靠性。为了进一步证明优化设计方法实用价值和可靠性,本文完成了另外一型压气机的优化设计工作,并且利用全三维CFD的计算和验证方法对优化设计结果进行了验证。最终证明本文所发展的压气机二维分析和优化设计方法具有较高的精度和可靠性,并且具有较高的工程应用价值。
[Abstract]:The development of multistage axial flow compressor is very difficult because of its internal flow characteristics such as large inverse pressure gradient, especially the matching between stages. It is very important for improving the design level of axial compressor and promoting the development of high performance compressor to develop the basic theory and application of axial compressor and master the design and optimization method of axial compressor. In addition, the design process of multi-stage axial compressor is a process that needs to be modified and designed repeatedly. Therefore, the research on the method and theory of compressor optimization design has become a research subject with engineering application value. In this paper, a compressor two-dimensional analysis and optimization design method based on compressor two-dimensional calculation method is developed. On the basis of a large number of design experience and experimental data in the past, the performance of the compressor can be calculated by using the two-dimensional calculation method of the compressor. In this paper, a compressor performance analysis and optimization design method based on two-dimensional performance calculation is developed by combining the two-dimensional calculation method with the multi-objective genetic optimization algorithm. In order to prove the practicability and reliability of the optimization design method, this paper firstly optimizes the design of a large flow multistage axial compressor. The performance of compressor before and after optimization design is compared and analyzed by using two-dimensional and three-dimensional CFD, and the reliability of the optimized design result is proved. In order to further prove the practical value and reliability of the optimization design method, this paper completes the optimization design of another type of compressor, and verifies the optimized design results by using the calculation and verification method of full-3D CFD. Finally, it is proved that the two-dimensional analysis and optimization design method developed in this paper has high accuracy and reliability, and has high engineering application value.
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:V231.3;TH45

【参考文献】

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本文编号:1845926

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