渦輪葉片氣-熱耦合計算和設(shè)計優(yōu)化數(shù)值研究.pdf

1、本文對渦輪葉片葉型優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行了探索，并結(jié)合氣熱耦合的方法對設(shè)計出來的葉片進(jìn)行了冷卻孔布局優(yōu)化；針對某渦輪導(dǎo)葉使用中被燒蝕情況，提出解決方案并進(jìn)行數(shù)值模擬。 為實現(xiàn)渦輪葉片的優(yōu)化設(shè)計，本文采用參數(shù)造型法和貝塞爾曲線結(jié)合的方法進(jìn)行葉片初步造型，結(jié)合N-S方程流場模擬，利用多目標(biāo)遺傳算法和序列二次規(guī)劃算法的組合優(yōu)化算法，通過調(diào)節(jié)吸力面和壓力面的關(guān)鍵控制點參數(shù)對其壓力損失和轉(zhuǎn)折角進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化結(jié)果表明此方案切實可行。 在分析葉

2、片內(nèi)部傳熱時，針對傳統(tǒng)方法需要事先給出相關(guān)經(jīng)驗參數(shù)的困難以及計算結(jié)果精度差的缺點，本文采用氣熱耦合計算方法進(jìn)行氣動一傳熱分析，這種方法無需指定對流換熱系數(shù)和熱流密度等經(jīng)驗參數(shù)，只須要給出氣流與固體之間的流動換熱物理條件。結(jié)合該分析方法，針對前面優(yōu)化出來的葉片開孔冷卻時，對5個孔的位置進(jìn)行了優(yōu)化來降低葉片溫度。 針對某高壓渦輪導(dǎo)葉在實際使用時尾緣被燒蝕情況，利用氣熱耦合方法對其進(jìn)行了數(shù)值模擬，與絕熱計算對比表明，氣熱耦合計算的葉片