涡轮单级叶片设计优化.pdfVIP

涡轮单级叶片设计优化 --ISIGHT用户会议 北航廖馨 2004.9.27 大纲 课题说明 单级叶片设计流程 叶片设计优化方案 叶片设计优化的特点 单学科优化方法分析比较 优化策略分析 优化过程的并行化 优化结果 课题说明 本课题以815发动机涡轮叶片为基础，研 究发动机的多学科设计优化方法。 设计问题定义--1 ω 1 pl1 p pl2 pl3 θ 1 r ω 1 2 p p r2 θ 3 Sl1 θ 2 S θ 2 Sl2 Sl3 温度场分布 叶型截面参数 取决于 气动性能 定子 转子 应力分布 积叠线参数 设计问题定义--2 设计变量：涡轮一级叶片（包括定子叶片和 转子叶片）的几何型面数据 转毂和机匣几何参数； 叶身气动外形参数； 结构参数。 约束 几何约束：包括总体设计对叶片尺寸上的限制， 叶片自身结构上的干涉限制； 强度约束：最大应力限制； 温度约束：温度场最大温度值或平均温度不能超 过材料允许的极限温度。 目标：气动效率最大 设计问题流程 开始 叶片初始叶型参数 几何造型 几何模型转换 叶片几何模型 工况数据 叶片气动几何模型 工况数据 温度场分析 气动分析 强度分析 叶片温度场数据 流场性能数据 叶片应力分布 结束 设计仿真过程 叶片优化布局 ISIGHT 仿真软件和辅助软件 开始 气动分析 Numeca 叶片设计优化 温度场分析 Ansys 结束 强度分析 自编程序 发动机涡轮叶片设计的特点