優(yōu)化方法及渦輪氣動(dòng)優(yōu)化平臺(tái)建立的研究.pdf

1、全三維的氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)是渦輪氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的最終過程，但是直接進(jìn)行全三維的優(yōu)化設(shè)計(jì)會(huì)遇到很多的問題，三維計(jì)算規(guī)模龐大，需要考慮的問題較多，所以在三維設(shè)計(jì)之前進(jìn)行充分的準(zhǔn)三維計(jì)算，給定一個(gè)好的初值，三維優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)效果會(huì)好很多。將傳統(tǒng)設(shè)計(jì)流程和現(xiàn)代設(shè)計(jì)概念相結(jié)合，形成一套完善的分層次優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)是非常有必要的。
　　本文首先闡述了渦輪氣動(dòng)設(shè)計(jì)體系與氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展歷史。詳述了一維和S2流面正問題氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展歷史。系統(tǒng)介紹了本文所采

2、用的S2優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，包括葉片造型、S2流面計(jì)算、優(yōu)化方法及優(yōu)化軟件。
　　本文針對(duì)一維和S2的程序，采用多島共同進(jìn)化、精英保留策略對(duì)簡(jiǎn)單遺傳算法加以改進(jìn)，對(duì)模擬退火算法從擾動(dòng)模型和接受概率進(jìn)行了研究，在編制程序過程中對(duì)優(yōu)化算法的罰函數(shù)進(jìn)行了處理，使得算法盡量滿足葉輪機(jī)械氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的需要。并且對(duì)處理后算法進(jìn)行了數(shù)值測(cè)試，結(jié)果顯示通過改進(jìn)的確提高了尋優(yōu)的效率。
　　本文利用一維和S2計(jì)算程序編制了氣動(dòng)優(yōu)化平臺(tái)，計(jì)算部分界面化

3、，優(yōu)化部分采用c＃編寫了優(yōu)化算法。
　　本文應(yīng)用一維和S2流面正問題計(jì)算程序，考慮設(shè)計(jì)變量、目標(biāo)函數(shù)、約束條件對(duì)一個(gè)渦輪進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過優(yōu)化過程遇到的問題為優(yōu)化算法的改進(jìn)提供幫助。
　　應(yīng)用本文所介紹的一維和S2優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，對(duì)某臺(tái)渦輪進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，其中包括高低壓渦輪和四級(jí)動(dòng)力渦輪。通過一維的優(yōu)化確定基本參數(shù)。S2計(jì)算中高低壓渦輪的整體等熵效率由87.1％提高到87.5%，動(dòng)力渦輪的的等熵效率由91.7%提高到92.1