叶轮机三维反方法伴随方程推导及其应用

摘要

通常的叶轮机械三维反方法存在以下问题：与使用者的经验相关；难以考虑多叶排之间的气动匹配；不能保证取得最优解等。本文创新性地将反方法与伴随方法相结合，充分利用伴随方法的计算时间与优化变量个数无关的特性，以期克服反方法的诸多问题，建立三维自动化的优化设计体系。本文首先推导了反方法的中弧线生成方程；在此基础上得到的Euler 方程的伴随方法及其边界条件，中弧线生成方程的伴随方程及其边界条件；进一步地，本文开发了相应的设计体系；最后本文以亚琛1-1/2 涡轮级为算例验证了本方法的正确性，采用242个设计变量，经过24个循环，绝热效率提升了1个百分点，而质量流量和总压比基本保持不变，充分说明了所发展方法的有效性。