1、隨著數(shù)值模擬技術(shù)的不斷成熟，基于優(yōu)化理論的氣動(dòng)設(shè)計(jì)方法逐漸興起并吸引了眾多學(xué)者進(jìn)行研究與應(yīng)用。本文的工作就是從這一方面著手，將優(yōu)化理論引入到地面重型燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉型設(shè)計(jì)中，建立可用于地面重型燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)的二維氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)體系。在葉輪機(jī)械中，轉(zhuǎn)捩過(guò)程受到來(lái)流湍流度、來(lái)流馬赫數(shù)、壓力梯度及其它諸多因素的影響。本文中，優(yōu)化設(shè)計(jì)考慮到地面重型燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)入口氣體在較高雷諾數(shù)及較高湍流度下流動(dòng)轉(zhuǎn)捩帶來(lái)的影響。
　　本文首先對(duì)某地面重型

2、燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)的末級(jí)靜葉中徑葉型進(jìn)行參數(shù)化。葉片參數(shù)化造型方法有很多種，本文采用的“中弧線貼厚度分布法”的參數(shù)化造型方法。是在已有方法的基礎(chǔ)上改進(jìn)得到的一種新的葉片參數(shù)化造型方法，適用于亞音速壓氣機(jī)葉片的參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　建立具有自動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)能力的平臺(tái)。該平臺(tái)由自主開(kāi)發(fā)的二維葉型生成程序、網(wǎng)格生成軟件GAMBIT、流場(chǎng)計(jì)算分析軟件CFX以及自主開(kāi)發(fā)的優(yōu)化模塊組成。整個(gè)過(guò)程可以靠計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成，省去了手動(dòng)調(diào)節(jié)浪費(fèi)時(shí)間的弊端，優(yōu)化

3、的葉型范圍更加寬廣。
　　以某地面重型燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)末級(jí)靜葉中徑葉型為優(yōu)化對(duì)象，以總壓損失系數(shù)為目標(biāo)函數(shù)，流場(chǎng)分析中考慮轉(zhuǎn)捩情況，利用iSIGHT優(yōu)化器進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。優(yōu)化后，葉型氣動(dòng)性能有較明顯改善。設(shè)計(jì)工況下葉型總壓損失系數(shù)較原型下降了3.63％，氣流折轉(zhuǎn)角增大了1.44%，靜壓比升高了0.11%，擴(kuò)壓因子增大了1.04%。比較分析發(fā)現(xiàn)優(yōu)化葉型通過(guò)減小吸力面的逆壓梯度抑制附面層的發(fā)展來(lái)減小葉型尾跡，降低尾跡損失，總壓損失系數(shù)下降

4、。同時(shí)因?yàn)闅饬鬓D(zhuǎn)折角增大，靜壓比升高，擴(kuò)壓因子增大，從而使優(yōu)化葉型性能高于原型。在非設(shè)計(jì)工況條件下，較低馬赫數(shù)時(shí)，優(yōu)化葉型的低損失工作范圍較大，較高馬赫數(shù)時(shí)，優(yōu)化葉型的低損失工作范圍較小。
　　將優(yōu)化出的葉型在保證弦長(zhǎng)、最大厚度、最大厚度相對(duì)位置、前緣半徑、安裝節(jié)距、安裝角、前緣角、后緣角、控制葉型中弧線形狀的無(wú)量綱參數(shù)不變的前提下，應(yīng)用到原始葉片各截面葉型上生成新的優(yōu)化葉型。將各截面上新的優(yōu)化葉型按照原始葉片的積疊方式生成優(yōu)化葉