轴流式叶轮机械叶型反方法优化设计技术研究

发布时间：2020-06-16 04:09

【摘要】： 叶轮机械在航空与民用等方面的广泛应用与发展，对叶片造型设计技术提出了更高的要求。 本文是在反方法叶型设计的基础上，采用优化方法有效调节给定的初始速度分布来获得优化叶型。众所周知，一般的反问题和混合问题的最大特点，是在给定的压力面和吸力面上的压力分布或速度分布条件下，直接得到叶片的几何形状，它可以使叶型型面与表面气流参数有机结起来；其不足之处在于，对设计者而言，很难给定理想的叶片表面压力分布或速度分布，并且有时会得到一个非物理解，如：得出的初始叶型可能会出现前缘、尾缘不封闭的现象。本文通过研究叶片表面速度分布对叶型形状的影响规律，设计出了一套优化程序，通过有效调节叶片表面速度分布获得了优化的设计叶型。 本文采用的势、流函数解析法法中，将无旋方程用新的类无旋方程替代，这样在计算域上得出速度场的解析关系式，计算得出初始叶型；然后以此初始叶型的几何参数，例如前尾缘的封闭程度和叶型弯角等为目标函数，通过优化程序对初始速度进行自动调节直到目标函数值最小为止。最后根据设计要求对优化的叶型进行前尾缘圆弧处理，得出最终叶型。本文对多个涡轮、压气机算例进行了优化设计和流场计算检验，结果表明，本文所提出的方法能对叶片表面速度分布进行有效调节，减少了很多人工调控因素，使叶型设计技术得到了进一步的完善和提高。
【学位授予单位】：西北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：TH122
【图文】：

即可使叶型前缘得以优化而成封闭状。(2)叶型尾缘及弯角的优化由图所示的叶型网格图3一31，虽然通过上一步优化使叶型前缘封闭了，但整个叶型仍存在不合理的情况，叶型弯角没有达到要求，而且在叶片尾缘处，叶型张口较宽。这是因为程序还保持着大部分的速度初值。这说明所给定的初值仍有不合理的地方，没有满足设计要求，故需要再次进行速度调整和优化。

本文编号：2715513