風(fēng)扇-壓氣機(jī)分流環(huán)設(shè)計(jì)優(yōu)化研究.pdf

1、隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提升和氣流通道的變革，風(fēng)扇/壓氣機(jī)分流環(huán)數(shù)目由一個(gè)變?yōu)槎鄠€(gè)，幾何特征也漸趨多樣化和復(fù)雜化，這對(duì)分流環(huán)的設(shè)計(jì)方法提出了更嚴(yán)苛的要求。然而當(dāng)前單獨(dú)針對(duì)分流環(huán)的研究本身就比較缺乏，且大都聚焦于分流環(huán)附近流場(chǎng)及對(duì)整機(jī)性能的影響方面，關(guān)于分流環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論研究和方法探索幾乎處于空白。針對(duì)這一現(xiàn)狀，本文以風(fēng)扇/壓氣機(jī)分流環(huán)二維模型為研究對(duì)象展開(kāi)了以下工作：
　?。?）針對(duì)復(fù)雜分流環(huán)前緣提出了曲線擬合、翼型修正等初始設(shè)計(jì)方

2、法，針對(duì)緊湊型內(nèi)涵發(fā)展了“中線分布+面積分布+厚度疊加”的初始設(shè)計(jì)方法。數(shù)值結(jié)果表明緩急相當(dāng)中線規(guī)律+先急后緩面積規(guī)律（c2+a1型）所調(diào)控的內(nèi)涵出口靜壓畸變程度小且總壓恢復(fù)能力強(qiáng)；分流環(huán)壁面靜壓損失 Bezier曲線擬合法最大，翼型修正法次之，圓弧參數(shù)法最小。
　?。?）發(fā)展了適用于復(fù)雜分流環(huán)參數(shù)化設(shè)計(jì)的類別形狀轉(zhuǎn)換（CST）方法，通過(guò)實(shí)例檢驗(yàn)了CST參數(shù)化方法的擬合精度。提出了“試驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE）+自適應(yīng)模擬退火算法（ASA）

3、全局尋優(yōu)”的組合優(yōu)化策略，發(fā)展了試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果的二次回歸模型分析方法，研究了不同設(shè)計(jì)變量對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)的影響規(guī)律。
　　（3）基于 Isight環(huán)境搭建了分流環(huán)多目標(biāo)直接優(yōu)化設(shè)計(jì)和組合優(yōu)化設(shè)計(jì)兩套集成平臺(tái)。編制了分流環(huán)參數(shù)化設(shè)計(jì)程序等任務(wù)模塊，采用自編批處理腳本完成了網(wǎng)格生成、CFD數(shù)值評(píng)估的軟件接口，實(shí)現(xiàn)全優(yōu)化設(shè)計(jì)流程的自動(dòng)化運(yùn)行。
　　（4）通過(guò)對(duì)涵道比為2.8、內(nèi)涵落差長(zhǎng)度比為0.5的分流環(huán)算例進(jìn)行直接優(yōu)化設(shè)計(jì)，表明了優(yōu)化結(jié)