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离心压缩机三维叶片参数化气动优化研究 被引量:2
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作者 张春峰 赵海峰 张铁柱 《汽轮机技术》 北大核心 2023年第1期20-22,76,共4页
为提高离心压缩机气动性能,考虑二元叶轮优化多以构型参数为变量,不适用于变量间存在交互作用的三维叶片。以某三元叶轮为优化对象,考虑各变量间的交互作用,采用Bézier曲线加载叶片角,直接选取三维叶片型线为优化变量进行气动优化... 为提高离心压缩机气动性能,考虑二元叶轮优化多以构型参数为变量,不适用于变量间存在交互作用的三维叶片。以某三元叶轮为优化对象,考虑各变量间的交互作用,采用Bézier曲线加载叶片角,直接选取三维叶片型线为优化变量进行气动优化。结合CFD数值仿真、非线性映射能力较强的BP神经网络与全局寻优能力较强遗传算法,以提升等熵效率和压比为目标进行优化。结果表明:设计工况下,优化后的叶轮等熵效率同比提升1.9%,压比同比提升0.3。三维叶片中部向吸力面偏移,叶片尾缘向压力面偏转可同时提升叶轮的效率和压比。 展开更多
关键词 离心压缩机 叶片型线 叶片参数化 BP神经网络 遗传算法
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基于弱耦合贝塞尔曲线的变矩器叶片反求参数化设计及优化研究
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作者 赵伟伟 王凯峰 +3 位作者 严思敏 全东 王忠山 马文星 《液压气动与密封》 2024年第9期13-23,共11页
针对某现有液力变矩器能容较小,不能满足大扭矩发动机匹配的问题,提出了一种基于弱耦合贝塞尔曲线的变矩器叶片反求参数化设计方法。通过非接触三维扫描的方式,对叶轮模型以及流道硅胶模型扫描并进行面片拟合处理,提取叶片吸力面及压力... 针对某现有液力变矩器能容较小,不能满足大扭矩发动机匹配的问题,提出了一种基于弱耦合贝塞尔曲线的变矩器叶片反求参数化设计方法。通过非接触三维扫描的方式,对叶轮模型以及流道硅胶模型扫描并进行面片拟合处理,提取叶片吸力面及压力面和循环圆相交型线的点集矩阵,按照等弧长保型映射进行二维展开。然后采用两段三次贝塞尔曲线,通过切矢水平条件约束进行弱耦合,对逆向二维型线进行反求设计。基于反求参数化设计,通过调整导轮叶片骨线关键参数的方式对液力变矩器导轮进行优化设计。CFD仿真及试验表明,在变矩比基本不变、最高效率轻微下降的情况下,零速公称力矩由650.7 N·m提升到了773.2 N·m,提升幅度18.83%,满足了大扭矩发动机的匹配需求。此方法为液力变矩器的参数化反求设计及优化设计提供了一种新思路。 展开更多
关键词 变矩器 叶片参数化设计 弱耦合 贝塞尔曲线 计算流体动力学
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采棉机风机叶片优化与流场分析
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作者 钟良意 张增磊 +3 位作者 宗超勇 蒋伟俊 石茂林 徐立章 《液压与气动》 北大核心 2024年第5期77-85,共9页
风机作为采棉机气力输送系统的核心部件,其性能优劣将影响采棉机的作业效率。为提高采棉机气力输送系统的最大风量,针对采棉机用多翼离心风机叶片进行优化设计。为了获得代理模型所需的基本数据,建立了CFD数值模型并采用拉丁超立方实验... 风机作为采棉机气力输送系统的核心部件,其性能优劣将影响采棉机的作业效率。为提高采棉机气力输送系统的最大风量,针对采棉机用多翼离心风机叶片进行优化设计。为了获得代理模型所需的基本数据,建立了CFD数值模型并采用拉丁超立方实验在设计空间内生成20组样本。基于样本数据,建立了出口风量与设计变量的近似模型,采用智能优化算法获得最优设计方案。优化后的设计方案相较于原型机,出口风速明显增大。CFD数值计算分析风机的动态特性,结果表明,在多转速工况下风量均有明显提升,其在额定转速工况下,风量提升17.27%。 展开更多
关键词 离心风机 采棉机 CFD 叶片参数化 设计
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多翼离心风机叶片参数化及多目标优化研究 被引量:15
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作者 肖千豪 王军 +2 位作者 蒋博彦 丁炎炎 杨伟刚 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2977-2981,共5页
针对吸油烟机用多翼离心风机叶片多目标优化设计,提出一种二次非均匀B样条曲线的叶型参数化方法。采用4个控制点确定B样条曲线的方式对叶片的出口角、叶型的弦长和叶型的最大弯曲度进行控制,可以有效避免不合理叶型。使用Matlab软件调... 针对吸油烟机用多翼离心风机叶片多目标优化设计,提出一种二次非均匀B样条曲线的叶型参数化方法。采用4个控制点确定B样条曲线的方式对叶片的出口角、叶型的弦长和叶型的最大弯曲度进行控制,可以有效避免不合理叶型。使用Matlab软件调用相应的批处理文件,实现叶轮的自动建模和网格划分。结合最优拉丁超立方试验设计方法和CFD数值计算生成44组多目标优化的样本空间,建立能准确反映设计变量与优化目标之间响应关系的Kriging近似模型,并利用存档微遗传算法对其进行多目标优化。研究结果表明:与原型机相比,优化后的叶轮出口的径向速度明显增大、蜗壳内部流动损失减小,吸油烟机系统在多个工况下的流量和效率均有提高。 展开更多
关键词 B样条曲线 多翼离心风机 叶片参数化 多目标优
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基于全叶片曲面参数化方法的涡轮气动优化 被引量:1
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作者 陈明升 陈江 +1 位作者 成金鑫 向航 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期641-653,共13页
为进一步挖掘涡轮性能潜力,实现气动优化参数化降维,减少优化耗时,基于全叶片贝塞尔曲面参数化方法、多岛遗传算法和CFD求解器构建了涡轮三维优化平台。通过建立涡轮叶片吸压力面展开曲面和贝塞尔曲面的参数化映射,全叶片贝塞尔曲面参... 为进一步挖掘涡轮性能潜力,实现气动优化参数化降维,减少优化耗时,基于全叶片贝塞尔曲面参数化方法、多岛遗传算法和CFD求解器构建了涡轮三维优化平台。通过建立涡轮叶片吸压力面展开曲面和贝塞尔曲面的参数化映射,全叶片贝塞尔曲面参数化方法实现了叶片吸力面和压力面的同时变形控制,减少了优化控制变量,具有型面光顺性和构造便捷性。对TTM跨音涡轮开展全局气动优化设计研究,结果表明:优化历时约70 h,涡轮设计点绝热效率提升0.48个百分点,流量增加0.97%,膨胀比下降0.32%,验证了曲面参数化优化方法对涡轮气动优化问题的有效性、工程实用性和降维特性。 展开更多
关键词 跨音涡轮 气动优 叶片曲面参数 多岛遗传算法 贝塞尔曲面
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基于机器学习XGBoost算法的跨音速离心压气机扩压器气动优化设计 被引量:4
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作者 李庆阔 张子卿 +3 位作者 张英杰 韩戈 张燕峰 卢新根 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1970-1978,共9页
本文以某跨音速离心压气机扩压器为研究对象,提出了一种叶型参数化方法和优化流程,采用机器学习XGBoost算法以及全局寻优模型对其进行了气动优化。研究结果表明,该回归优化模型可以在较少的迭代步数内获得全局最优解,优化速度比传统代... 本文以某跨音速离心压气机扩压器为研究对象,提出了一种叶型参数化方法和优化流程,采用机器学习XGBoost算法以及全局寻优模型对其进行了气动优化。研究结果表明,该回归优化模型可以在较少的迭代步数内获得全局最优解,优化速度比传统代理模型具有显著的提升,优化精度与CFD仿真结果相当。优化后的扩压器能够在保证离心压气机压比基本不变的条件下,峰值效率提高1.03%,稳定裕度提高4.79%,对优化后扩压器内部流动进行了分析,讨论了不同设计参数对离心压气机的影响,为离心压气机扩压器设计提供了指导。 展开更多
关键词 离心压气机 扩压器 叶片参数化设计 XGBoost 机器学习
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Blade Parameterization and Aerodynamic Design Optimization for a 3D Transonic Compressor Rotor 被引量:4
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作者 Naixing Chen Hongwu Zhang Yanji Xu Weiguang Huang Institute of Engineering Thermophysics,Chinese Academy of Sciences,P.O.Box 2706,Beijing 100080,CHINA.E-mail:nxc@mail.etp.ac.cn Fax:+8610-62573335 《Journal of Thermal Science》 SCIE EI CAS CSCD 2007年第2期105-114,共10页
The present paper describes an optimization methodology for aerodynamic design of turbomachinery combined with a rapid 3D blade and grid generator (RAPID3DGRID), a N.S. solver, a blade parameterization method (BPM... The present paper describes an optimization methodology for aerodynamic design of turbomachinery combined with a rapid 3D blade and grid generator (RAPID3DGRID), a N.S. solver, a blade parameterization method (BPM), a gradient-based parameterization-analyzing method (GPAM), a response surface method (RSM) with zooming algorithm and a simple gradient method. By the use of blade parameterization method a transonic com- pressor rotor can be expressed by a set of polynomials, and then it enables us to transform coordinate-expressed blade data to parameter-expressed and then to reduce the number of parameters. With changing any one of the parameters and by applying grid generator and N.S. solver, we can obtain several groups of samples. Here only ten parameters were considered to search an optimized compressor rotor. As a result of optimization, the adiabatic efficiency was increased by 1.73%. 展开更多
关键词 Aerodynamic optimization blade optimization compressor bladings
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Aerodynamic Sweeping Study and Design for Transonic Compressor Rotor blades 被引量:2
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作者 N.X.Chen,H.W.Zhang and W.G Huang Institute of Engineering Thermophysics,Chinese Academy of Sciences P.O.Box 2706 Beijing,100080,China 《Journal of Thermal Science》 SCIE EI CAS CSCD 2010年第4期295-299,共5页
The objective of the present paper is to study the sweep effect on the blade design performance of a transonic compressor rotor.The baseline to be modified and swept is a designed well efficient transonic single rotor... The objective of the present paper is to study the sweep effect on the blade design performance of a transonic compressor rotor.The baseline to be modified and swept is a designed well efficient transonic single rotor compressor. The first part of the present study is concerning the sweep effect with straight leading edge.In this case fixing the hub section the swept blade is formed by tilting the leading edge with whole blade forwards and backwards axially.The second part is to use an optimization strategy with simple gradient-based optimum-searching method and multi-section blade parameterization technique to search and generate an optimal swept rotor with curved arbitrary leading edge.Its adiabatic efficiency is a little bit greater than that of the reference un-swept rotor. 展开更多
关键词 Aerodynamic optimization blade sweep transonic compressor rotor
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