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基于响应面的涡轮叶片冷却通道设计优化
  • ISSN号:1000-6893
  • 期刊名称:《航空学报》
  • 时间:0
  • 分类:V231.1[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]西北工业大学力学与土木建筑学院,陕西西安710072, [2]西北工业大学材料学院,陕西西安710072
  • 相关基金:国家“863”计划(2006AA04Z401,2007AA04Z404);国家自然科学基金(50375124);教育部博士点基金(N6CJ0001)
中文摘要:

基于响应面近似技术,对涡轮冷却叶片的气动和传热性能进行了设计优化。以冷却通道肋的位置为设计变量,采用拉丁超立方抽样在变量设计空间里选取样本点,根据样本点建立叶片计算模型,采用流-热耦合分析方法得到叶片气动与传热性能参数,拟合得到叶片壁面最高温度、平均温度和总压损失关于设计变量的四阶响应面近似模型。采用响应面模型动态修正技术,进行了回流式冷却通道的设计优化,得到了优化解,减少了总压损失,使叶片最高温度下降了24.5K,叶片壁面平均温度下降了34.4K。

英文摘要:

In this study, an aerodynamic and heat transfer optimization design is carried out for cooling turbine blade. The locations of the ribs are determined as design variables and the Latin hypercubes technology is used to generate the experimental design points. With a coupled aerodynamic and heat transfer analysis, the blade aerodynamic and heat transfer performances are calculated at each design point, and then the quartic polynomials are employed to construct a response surface model (RSM). Based on the RSM, the optimization of the blade cooling passage is implemented to minimize the maximum temperature of the blade, the facet average temperature of the blade surface and the total pressure loss. Meanwhile, the response surface model is modified at each step of optimization. Finally, the optimization results are obtained. The maximum temperature of the blade is reduced by 24.5 K while the average blade surface temperature is reduced by 34.4 K, and the total pressure loss is also reduced.

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期刊信息
  • 《航空学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国航空学会
  • 主编:孙晓峰
  • 地址:北京海淀区学院路37号
  • 邮编:100083
  • 邮箱:hkxb@buaa.edu.cn
  • 电话:010-82317058 82318016
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6893
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1929/V
  • 邮发代号:82-148
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24676