基于NURBS曲线的轴流透平叶片气动数值优化

通过搭建适用于轴流式透平叶片气动数值优化的设计平台,对某NASA透平级动静叶片进行等熵效率、流量相对变化、落压比相对变化的多目标寻优.该平台包括三个核心模块:叶片的参数化造型、流场气动性能评估、优化策略.采用非均匀有理B样条(NURBS)曲线对叶片进行参数化拟合;针对叶片气动数值优化的多变量、多模态的特征,采用试验设计和遗传算法组合优化策略进行寻优.经过气动优化,在设计工况点优化叶片性能较原始叶片有明显提高,为轴流式叶片的气动优化提供了可借鉴的措施.

轴流透平级的最佳流型设计方法

把近代最优控制论方法引入轴流透平叶片的设计 ,在优化的轴流透平子午通道内 ,建立包括透平级内所有性能参量的最优流型命题的完整的物理模型及其数学表达式 ,并归化为一个在给定初始状态、自变量终端固定、部分状态变量终端受有约束的条件下 ,使级的某一性能指标 (如级的功率 )达到最优的最优控制问题 ,应用“代价函数法”及“共轭梯度法”编制计算程序 ,计算得到符合给定约束条件、并使目标函数取极值的最优环量分布 ,结果是令人满意的。