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叶轮机械叶栅多目标多学科设计优化算法
  • ISSN号:0253-231X
  • 期刊名称:《工程热物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O354[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]西安交通大学叶轮机械研究所,陕西西安710049
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.50776065)
中文摘要:

提出了基于多目标寻优的叶轮机械叶栅多学科设计优化算法,方法包括:采用并行多目标差分进化算法作为优化求解器来搜寻叶栅多学科设计优化问题的Paveto解集,采用非均匀B样条方法对叶片型面进行参数化处理,通过求解Reynolds—Avergaed Navier—Stokes方程评估叶片的气动性能,耦合气动计算得到的叶片表面压力,应用有限元分析方法预测叶片的强度性能。为证明本文方法的实用性,选择叶片的等熵效率和叶片应力为目标函数,完成了NASARotor37转子叶栅的多学科设计优化,结果表明本文提出的多学科设计优化算法具有良好的优化性能。

英文摘要:

Automated multi-objective and multidisciplinary optimization and design of turbomachinery blades are proposed in this paper. In this method, an algorithm named Multi-objective Differential Evolution (MDE) is used as a solver to find the Pareto solution sets of multidisciplinary design problem. The Non-uniform B-Spline approach is adopted to parameterize the turbomachinery blade profiles. The aerodynamic performances of design blade candidates are predicted with a three-dimensional Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) solution. The blade stresses are evaluated with means of a finite element analysis coupled with the surface pressure of blades obtained with CFD calculation. To validate the method in the multi-objective and multidisciplinary optimization, the NASA rotor 37 is optimized for the maximization of the isentropic efficiency and the minimization of the maximum stresses. The results demonstrate that the presented multi-objective and multidisciplinary optimization methodology has a good optimization performance.

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期刊信息
  • 《工程热物理学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国工程热物理学会 中国科学院工程热物理研究所
  • 主编:徐建中
  • 地址:北京2706信箱
  • 邮编:100080
  • 邮箱:xb@mail.etp.ac.cn
  • 电话:010-62584937
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-231X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2091/O4
  • 邮发代号:2-185
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 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,日本日本科学技术振兴机构数据库,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:21026