燃機機匣的熱力耦合分析及優(yōu)化設計.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、燃氣輪機機匣是燃氣輪機壓氣部段的外殼部分,主要承受氣體壓力載荷和溫度載荷。熱平衡、橢圓度和結構輕量化,都是工程師們在機匣設計中所關注的重點問題。由于機匣結構復雜,并且在設計中需要同時考慮從開機到穩(wěn)定運行直至最后關閉的全過程溫度變化和壓力荷載,導致結構分析計算用時長,不利于進行優(yōu)化設計。本文針對燃氣輪機機匣部件,開展了機匣結構的熱力耦合分析,通過機匣部件幾何模型和邊界載荷,實現了基于EGO算法的機匣結構優(yōu)化設計,給出了燃氣輪機機匣部件螺栓

2、預緊力及幾何尺寸的優(yōu)化結果。論文主要工作包含以下四個方面:
  (1)介紹了Kriging替代模型的基本理論及MATLAB DACE工具包的使用方法。重點介紹了EGO算法的基本原理和優(yōu)點,給出其優(yōu)化設計流程圖,并以Branin函數作為數值算例進行了EGO算法與傳統(tǒng)Kriging算法的精度對比。
  (2)建立了燃氣輪機機匣三維有限元分析模型,并對其進行了熱力耦合分析。針對不同時間階段下機匣溫度分布及徑向位移分布開展具體研究,

3、重點關注了敏感區(qū)域的最大應力和橢圓度。
  (3)提出了燃氣輪機機匣有限元分析的幾何與載荷簡化模型。在溫度分布和徑向位移結果與原模型基本保持一致的前提下,對幾何模型和網格劃分進行了簡化,并通過對比分析發(fā)現簡化后所需計算時長不到原計算時長的一半;而后,提出了一套針對多種載荷多時間步下工程數值分析問題的簡化載荷邊界條件的方法,并應用于機匣的載荷簡化上,分析發(fā)現簡化前后的計算結果誤差對比在可接受范圍內,且計算所需時間不到原模型計算用時的

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