基于元模型结构的轴流式透平机叶栅设计的全局优化

摘要

本文介绍了一种用于空气动力学叶栅的全局优化方法，此方法利用响应曲线模型和损失函数约束，叶栅具有NACA65系列叶型，研究的是其沿着透平机轴向的截面。流动计算采用Fluent CFD软件，它可模拟流场局部和全局变化。研究证实，叶栅安装角、翼型样式和叶片间距这些小的几何尺寸会导致叶片效率的变化。因此，我们打算通过基于元模型结构的CFD优化程序来整合流动求解方法，目的在于获得计算时间上的重大改进。与优化程序的整合必须建立“scrip”命令自动生成网格，而定义叶栅几何体的设计变量，如叶片安装角、叶栅间距和曲度，根据优化算法在预先建立的图形界限中可以修改。为了实现预定义的目标函数，如何获得C／Cd的最大比率（升阻比）。基于元模型结构的全局优化方法和受控随机搜索算法（CRSA）是以径向基函数（多元二次函数）响应曲面的迭代结构以及优化过程中更新数据库的探试法准则的应用为基础。搜索的循环模式是确定数据库中包含的候选点的反复迭代。