基于离散伴随的涡轮叶栅气动优化与反设计

摘要

通过对基于离散伴随方法的涡轮叶栅气动优化设计和反设计核心思想的研究,建立了适用于无粘与粘性环境下的离散伴随系统.针对航空涡轮叶栅的特点,采用非均匀B样条技术(NUBS)实现了涡轮二维、三维叶栅的自动参数化造型设计.结合非线性数值求解算法及基于离散伴随理论的优化算法,构建了涡轮叶栅气动设计系统.利用该系统对涡轮二维、三维叶栅进行了以降低叶栅进出口总压损失为目标的气动优化设计及以等熵马赫数为目标的气动反设计.设计结果表明本文的优化系统能有效提升涡轮叶栅的气动性能,反设计结果与给定目标分布基本吻合,验证了本文提出的基于离散伴随方法的叶栅气动设计方法的正确性和有效性.