風扇-壓氣機分流環(huán)設計優(yōu)化研究.pdf

1、隨著航空發(fā)動機性能的提升和氣流通道的變革，風扇/壓氣機分流環(huán)數(shù)目由一個變?yōu)槎鄠€，幾何特征也漸趨多樣化和復雜化，這對分流環(huán)的設計方法提出了更嚴苛的要求。然而當前單獨針對分流環(huán)的研究本身就比較缺乏，且大都聚焦于分流環(huán)附近流場及對整機性能的影響方面，關于分流環(huán)結構設計的理論研究和方法探索幾乎處于空白。針對這一現(xiàn)狀，本文以風扇/壓氣機分流環(huán)二維模型為研究對象展開了以下工作：
　?。?）針對復雜分流環(huán)前緣提出了曲線擬合、翼型修正等初始設計方

2、法，針對緊湊型內(nèi)涵發(fā)展了“中線分布+面積分布+厚度疊加”的初始設計方法。數(shù)值結果表明緩急相當中線規(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能力強；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)展了適用于復雜分流環(huán)參數(shù)化設計的類別形狀轉換（CST）方法，通過實例檢驗了CST參數(shù)化方法的擬合精度。提出了“試驗設計（DOE）+自適應模擬退火算法（ASA）

3、全局尋優(yōu)”的組合優(yōu)化策略，發(fā)展了試驗設計結果的二次回歸模型分析方法，研究了不同設計變量對設計目標的影響規(guī)律。
　?。?）基于 Isight環(huán)境搭建了分流環(huán)多目標直接優(yōu)化設計和組合優(yōu)化設計兩套集成平臺。編制了分流環(huán)參數(shù)化設計程序等任務模塊，采用自編批處理腳本完成了網(wǎng)格生成、CFD數(shù)值評估的軟件接口，實現(xiàn)全優(yōu)化設計流程的自動化運行。
　　（4）通過對涵道比為2.8、內(nèi)涵落差長度比為0.5的分流環(huán)算例進行直接優(yōu)化設計，表明了優(yōu)化結