基于改进多目标遗传算法的变截面涡旋盘优化设计

摘要

在涡旋盘优化设计中,分析了遗传算法容易早熟、后期搜索效率低且仅以几何性能最佳为目标进行优化设计的涡旋盘力学性能较差等缺点,提出了基于改进多目标遗传算法,综合考虑力学性能和几何性能的变截面涡旋盘多目标优化设计方法。针对由基圆渐开线-高次曲线组成的变截面涡旋盘,应用微分几何理论对涡旋型线进行参数化表达,通过分析涡旋型线解析构成形式,确立了以动涡旋盘所受轴向气体力最小和压缩比最大为设计目标的多目标优化设计,得到了Pareto非劣解集。将非劣解集中的涡旋盘与传统变截面涡旋盘相比,其最大轴向气体力减少了25.53%,压缩比提高了4.36%。