摘要：为研究低雷诺数下轴流压气机叶型优化设计方法,本文验证了准三维求解器MISES对于低雷诺数流动的预测精度,对于V103叶型计算得到的转捩位置与实验值偏差小于5%,证实了其在低雷诺数流动中的可用性;基于多圆弧(MCA)叶型程序,利用增强精英保留遗传算法,搭建轴流压气机叶型准三维气动优化设计平台;以总压损失系数为优化目标,出口气流角为约束条件,对V103叶型进行了低雷诺数单点和高低雷诺数综合优化设计。结果表明:低雷诺数单点优化后,抑制了叶型层流分离泡现象,总压损失系数减小31.31%,性能显著改善;高低雷诺数综合优化后叶型在高雷诺数和低雷诺数下总压损失分别减小了3.05%和3.03%。本文研究结果证明了所发展工具的有效性和考虑雷诺数叶型优化的可行性。

摘要：为了有效解决粘性条件下的反问题,发展了一种满足粘性假设的逆命题气动设计方法,并将其通过UDF与FLUENT软件结合,构建了逆命题设计平台.该方法给定叶型的目标压力分布,采用目标和当前压力分布的差计算出网格变形量修正叶型,直到获得满足目标压力分布的型线.采用本平台对一组抛物线叶栅进行计算验证,之后完成了涡轮叶栅的重新设计.抛物线和涡轮叶栅的逆命题计算结果的压力分布均与目标吻合良好,证明了本平台的有效性.逆命题计算后压力残差下降约85%~95%,计算时间约为分析计算的4~7倍.

摘要：在势流函数反方法设计叶型的过程中,通过分析叶片表面速度分布对叶型形状的影响规律,发现采用局部区域速度分布调整,可有效的克服以往反方法设计叶型中易出现的非物理解现象,并针对叶型前缘和尾缘的几何封闭问题分别建立了优化目标函数,借助流场求解中的优化迭代技术获得了具有良好气动性能并满足几何约束的叶型设计结果。对典型叶型的三个设计算例表明:所研究的叶型反问题优化设计方法,具有设计精度较高,适用范围较宽,工程应用性较好等优点。

摘要：本文采用数值优化技术进行轴流压气机可控扩散叶型设计 ,选择叶栅总压损失系数为目标函数 ,对初始叶型在设计与非设计状态的全部工况范围内的气动性能 ,进行优化计算。应用该数值优化设计系统完成了高进口马赫数、大弯度压气机静子叶栅的试验件设计。实验结果表明 ,在设计与非设计工况下 ,所设计的叶栅气动性能良好 ,达到了预定的设计目标 ,验证了本文方法的可靠性与适用范围。

摘要：本文在近似于势、流函数的正交面上采用解析方法进行亚音速叶型设计。将改写后的无旋条件与连续方程联立求解 ,可在计算面上将叶型设计问题用标准拉普拉斯方程来表示。这一方法的优点是在流场计算中用解析解取代数值迭代计算过程 ,求解简便 ,节省计算机时 ,并为从理论上分析各种不同叶型的设计特性提供了便利条件。文中提供的算例表明 。

摘要：本文发展了一种符合完全黏性假设的叶型逆命题气动设计方法,该方法采用目标和当前压力分布的差计算一个虚拟速度驱动网格变形,直到获得满足目标压力分布的型线。将上述方法通过UDF与FLUENT软件结合搭建了逆命题设计平台,采用动网格技术实现叶片表面网格变形。采用本平台对一组叶栅和两组翼型进行逆命题计算验证,证明了本平台对于内流和外流问题的有效性。

摘要：该文发展了基于进化计算和 Navier-Stokes 方程求解技术的压气机叶型气动多目标优化设计技术。压气机叶型气动优化设计目标是静压升最大和总压损失最小。文中采用Bezier 曲线参数化叶栅几何型线、相应的控制点坐标作为设计 变 量 ; 压 气 机 叶 型 气 动 性 能 采 用 Reynolds 平 均Navier-Stokes 方程和 Baldwin-Lomax 代数紊流模型进行评价;采用实数型多目标进化计算作为优化算法对叶型进行优化设计。优化设计结果得到一组 Pareto 解集,并且将特定的 Pareto 解和初始叶型进行详细的气动性能分析比较。优化设计结果证明了该文发展的多目标优化设计技术的有效性和实用性。

摘要：为了设计低流动损失超声风扇叶型,研制出基于数值最优化超声叶型设计软件.以叶型主要几何参数为叶型设计参数,针对轴向进气第一级风扇转子采用给定轮缘功、损失最小为目标函数.设计的优化叶型后面大部分呈平直因此气流转角小、减速增压完全通过激波实现.沿弦向叶片厚度逐渐增加使叶栅通道呈收缩,总体上使流过叶栅超声气流得到减速增压.优化叶型所构成叶栅流场具有多道激波、流动损失低.设计结果表明设计方法的可行性,并可为超声风扇叶型设计提供新思路.

摘要：为了得到更加适合压气机静叶的叶型以降低气动损失,提取了静叶中径处的叶型,通过平面叶栅实验获得了原叶型的损失特性,发现原叶型气动损失较高,需要通过合理匹配设计参数来降低损失。为此,搭建数值优化平台在约束空间内搜寻气动损失更低的叶型,目标函数的构建综合考虑了多个冲角下的总压损失系数以提升叶片的变工况性能。优化结果显示:目标函数值降低了约9%,进一步实验研究发现,在实验涉及的整个马赫数和冲角范围内优化叶型比原叶型具有更低的总压损失系数,设计工况总压损失系数较原型叶型下降了31.3%,提升了叶型在正冲角边界附近的抗失速能力,设计进口马赫数正4°冲角下气流折转角增加1°。通过对实验结果的深入分析,解释了叶型性能提升的机理,对工作在相似环境的叶型设计及多目标优化方向给出了建议。

摘要：In this paper, a general design model for axial turbine profiles is developed by usingNURBS curve for profile definition and S1 code for flow analysis. It is proved to be efficient and flexible for design of turbine cascade profiles with high performance and differentgeometry constraint.