数据驱动的两级轴流涡轮多自由度气动优化设计

针对涡轮气动优化过程中设计变量多、评估耗时长、传统完全替代精确函数评估的代理模型辅助算法全局搜索性较差等问题,采用基于预筛选策略的代理模型辅助差分进化算法(Pre-SADE),并结合直接操纵自由变形方法 (DFFD)实现多自由度参数化控制,建立了基于数据驱动的多级涡轮三维气动优化平台。以某两级轴流涡轮为研究对象,选取44个设计变量开展流道-叶片排联合气动优化设计。结果表明:优化后涡轮设计点等熵效率提高1.10%,流量增加2.16%,落压比降低0.94%,激波强度降低,径向二次流得到抑制,内部流动损失减小。此外,涡轮设计转速全工况特性均有所改善。该平台在保证优化效果的同时,可大幅减少设计变量和真实评估次数,有效适用于多级涡轮、多自由度气动优化问题。

DMFFD的曲面变形技术研究

本文首先介绍B样条曲线,并推广到B样条曲面及B样条体,然后在此基础上介绍直接操作自由变形技术(Direct Manipulation of Free Form Deformation),将此技术应用于曲面模型上,使得物体发生变形。在此基础上,对直接操作自由形式变形进行了改进,提出了以Nurbs曲线作为变形基函数的变形方法;并且讨论了Nurbs曲线的控制点和权因子的改变对变形的影响;然后,结合Nurbs曲线控制点和权因子的变化,完成DMFFD变形;最后,比较了以Nurbs作为变形基函数与以B-spline作为变形基函数变形的不同。实验结果表明,改进后的DMFFD变形有更好的选择性和自主性。

一种新的宏、细观变形全场测量方法(英文)

基于光学干涉和衍射理论,提出了一种新的用于宏、细观面内变形测量的光学方法。利用三束准直相干光之间的干涉,分别得到面内位移U+V和U-V的两幅耦合条纹图。借助于FFT相移技术,直接计算出全场的U和V分布。本实验系统中包含有长距离显微镜,三光束系统,数字图像采集和处理系统等。它具有光路简单,避开条纹级次的确定,直接计算得到U、V场等优点。将它用于热塑性复合材料 56层板AS4/PEEK[0/±45/90]7S三点弯曲梁位移场的宏、细观测量。得到了层间的变形规律。本文还利用三维各向异性弹性有限元法对AS4/PEEK[0/±45/90]7S三点弯曲梁进行了数值计算,得到了自由表面的位移场和应变场的数值解。定量分析了层间的变形传递规律,有助于进一步分析AS4/PEEK[0/±45/90]7S层合板宏、细观变形。