基于红外热成像技术的透平叶栅端壁换热瞬态测量方法

详细介绍了透平叶栅端壁换热瞬态测量实验台及实验测量系统的组成和应用。基于红外热成像技术,经过一系列校准步骤,获得准确的端壁温度。使用半无限大平板瞬态导热理论并结合叠加原理,求解端壁换热系数。编写端壁区域组合、边界识别和剔除等算法程序获得完整端壁换热分布。实验结果表明:该测量方法能够获得可靠的透平端壁换热分布结果;对结果分析发现,在靠近端壁吸力面侧,存在明显的"狭长"换热低区,且端壁压力面侧换热程度剧烈,透平叶栅端壁后部承受着较大热负荷。

基于多代理模型透平叶栅端壁流热复合优化设计

基于叶栅端壁压力分布特性,采用控制点关联函数,构建10个设计变量的NURBS参数曲面,控制二次流和降低端壁传热系数。应用最优拉丁超立方实验设计,建立设计样本,并进行CFD性能评估,以端壁面平均Nu数和总压损失系数作为双重目标函数,构建多个代理模型的组合代理模型,用多目标遗传算法优化获得Pareto前沿。结果表明:在一定优化计算成本上,基于组合代理模型进行多轮优化,能够获得更满意的最优解。获得的最优端壁构型中,端壁平均Nu数可降低4.4%,叶栅出口总压损失可减小2.3%。