基于近似涡轮叶片冷却通道设计优化.pdfVIP

基于近似的涡轮叶片冷却通道设计优化 1 2 3 虞跨海 ，杨茜 ，岳珠峰 （1. 河南科技大学 规划与建筑工程学院，河南 洛阳 471003 ） (2.西北工业大学 材料学院, 陕西 西安 710072 ） （3. 西北工业大学 力学与土木建筑学院, 陕西 西安 710072 ） Cooling passage design optimization of turbine blade based on approximation models 1 2 3 Yu Kuahai ,Yang Xi , Yue Zhufeng (1. School Of Architecture Engineering, Henan University of Science and Technology, Luoyang, 471003, China) (2. School Of Material, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, China ) （3..School Of Mechanics Civil Engineering and Architecture, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, China ) 摘 要：基于函数近似技术，对三腔回流式涡轮冷却叶片的气动和传热性能进行了设计优化。 以冷却通道肋的位置为设计变量，采用优化拉丁方抽样方法在变量设计空间内选取样本点，利 用参数化自动建模技术实现不同结构参数下叶片几何模型的快速重建，流热耦合数值方法得到 叶片气动和传热性能参数，建立样本数据空间。用四阶响应面和kriging 模型对数据进行拟合， 发现kriging 拟合精度高于响应面模型，利用得到的两种近似模型分别进行了冷却通道的设计优 化，使叶片最高温度分别下降了24.5K 和27.27K ，叶片外壁面平均温度分别下降了34.4K 和 43.5K，而总压损失由1.1832%分别下降为1.1197%和1.1357%。 关键词：航空发动机；近似技术；冷却叶片；kriging；响应面；优化设计 中图分类号： V231.1 V232 文献标识码：A Abstract: The aerodynamic and heat transfer optimization design was carried out for t he cooling turbine blade based on approximation models . The locations of rib were determined as design variables. Optimal Latin Hypercubes technology was used to generate the experiment design points. Automated parametric design modeling method was used to rebuild blade geometry conveniently when the geometry parameters changed. With the coupled aerodynamic and heat transfer analysis, the blade aerodynamic and heat transfer performa