【摘 要】
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网格变形技术是近几年研究的热点话题,其具有操作简单、灵活性高、不需要重新网格划分等优势。本文基于网格变形的参数化方法对某型方转圆进气道、S型进气道和某型径流涡轮等内流部件进行外形优化,实现了各自性能的提升;还进一步采用该技术完成了压气机叶片的冷热态转换。论文主要研究内容包括:1.基于网格变形技术,对某方转圆进气道、某型S型进气道和某径流涡轮进行了气动分析和性能优化。通过对模型设置合理的控制点和变形
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网格变形技术是近几年研究的热点话题,其具有操作简单、灵活性高、不需要重新网格划分等优势。本文基于网格变形的参数化方法对某型方转圆进气道、S型进气道和某型径流涡轮等内流部件进行外形优化,实现了各自性能的提升;还进一步采用该技术完成了压气机叶片的冷热态转换。论文主要研究内容包括:1.基于网格变形技术,对某方转圆进气道、某型S型进气道和某径流涡轮进行了气动分析和性能优化。通过对模型设置合理的控制点和变形组,并耦合合适的优化方法,可以实现气动性能的自动优化。对于方转圆进气道,优化后总压恢复系数、出口均匀度等参数均有改善。对于S型进气道,优化后流场分离区明显减少,出口马赫数分布更加均匀,总压恢复系数、总压畸变指数和出口垂直度等性能均有不同程度的提升。对于径流涡轮,优化后设计和非设计点的等熵效率均有增加。2.基于网格变形技术搭建了一套叶片冷热态转换流程。以NASA Rotor 37叶片为研究对象,对其进行流场模拟和载荷分析,得到了叶片在多载荷作用下的应力和应变结果。通过形状匹配的方法实现网格变形,取合适的偏差加载到原始模型即可得到近似冷态模型。经过迭代计算,由冷态模型得到的热态模型与原始模型之间的节点偏差最大值为6.3e-6m。经验证,热态模型与原始模型气动性能基本相同。
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