渦輪葉片氣-熱耦合計算和設計優(yōu)化數值研究.pdf

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

2、片內部傳熱時，針對傳統(tǒng)方法需要事先給出相關經驗參數的困難以及計算結果精度差的缺點，本文采用氣熱耦合計算方法進行氣動一傳熱分析，這種方法無需指定對流換熱系數和熱流密度等經驗參數，只須要給出氣流與固體之間的流動換熱物理條件。結合該分析方法，針對前面優(yōu)化出來的葉片開孔冷卻時，對5個孔的位置進行了優(yōu)化來降低葉片溫度。 針對某高壓渦輪導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行了數值模擬，與絕熱計算對比表明，氣熱耦合計算的葉片