压气机/风扇叶片自动优化设计PDF电子书下载

第1章 压气机／风扇气动设计方法 1

1.1 初始设计 1

1.2 通流设计 2

1.3 二维叶型设计 2

1.4 三维叶片设计方法 4

1.5 高级负荷二维叶型和三维叶片设计 5

1.5.1 叶栅通道内激波组织 6

1.5.2 任意回转面叶型设计 7

1.6 自动优化设计方法特点及其关键技术 7

1.7 压气机叶片自动优化方法研究现状 9

1.7.1 二维叶型优化设计 9

1.7.2 离心压气机工作轮优化设计 11

1.7.3 轴流压气机三维叶片积叠线优化设计 11

1.7.4 压气机／风扇三维叶片优化设计 11

第2章 数值最优化方法 13

2.1 单纯形法 13

2.2 遗传算法及并行运行 16

2.2.1 基本遗传算法 16

2.2.2 基本遗传算的改进 19

2.2.3 遗传算法的并行运行 23

2.2.4 混合遗传算法 26

2.3 梯度法 29

2.3.1 梯度法原理 29

2.3.2 梯度计算 31

第3章 压气机／风扇流场数值计算 38

3.1 流场计算网格生成方法 38

3.2 S1流面网格生成方法 41

3.2.1 S1流面网格生成的代数方法 41

3.2.2 S1流面网格生成的椭圆型方程方法 43

3.2.3 壁面处网格正交性对计算精度影响分析 48

3.3 流场数值计算控制方程 51

3.3.1 张量形式的基本方程 52

3.3.2 直角坐标系下的基本方程 53

3.3.3 柱坐标系下的基本方程 54

3.3.4 任意曲线坐标系下的基本方程 56

3.3.5 积分形式基本方程 58

3.4 NS方程离散求解 58

3.4.1 控制方程差分离散 59

3.4.2 人工黏性 60

3.4.3 控制方程的时间离散 62

3.4.4 流场计算加速技术 62

3.5 黏性体积力方法叶片通道流场计算 64

3.5.1 控制方程及其离散 64

3.5.2 黏性体积力计算 66

3.5.3 计算网格和壁面处黏性剪切应力经验关系研究 68

3.6 多排叶片流场计算动静叶排交界面处理 77

3.6.1 混合面方法 77

3.6.2 转子冷结方法 80

3.6.3 非定常方法 81

3.6.4 转静子交界面不同处理方法计算结果比较 82

第4章 叶片参数化及目标函数设置方法 88

4.1 二维叶型参数化方法 88

4.1.1 直接参数化方法 88

4.1.2 基于修改量参数化方法 91

4.2 三维叶片的参数化方法 93

4.3 多层参数化方法 94

4.3.1 Bezier曲线曲面递推算法 94

4.3.2 修改量的多层参数化 96

4.3.3 多层参数化方法在遗传算法寻优中的应用 96

4.4 目标函数设定 100

第5章 二维叶型优化设计 103

5.1 S1流面流动特点 103

5.2 S1流面流场计算分析 104

5.2.1 流面厚度对叶栅性能的影响 107

5.2.2 回转半径对叶栅性能的影响 108

5.2.3 转动对叶栅性能的影响 109

5.2.4 出／进口厚度比对叶栅性能的影响 110

5.3 压气机叶片通道内流动回转面二维特性研究 111

5.4 二维叶型优化设计 117

5.4.1 二维叶型优化设计软件简介 117

5.4.2 平面叶栅叶型优化设计 123

5.4.3 S1流面叶型优化设计 126

5.4.4 优化叶型实际应用 132

第6章 三维叶片优化设计 137

6.1 压气机／风扇叶片通道内三维流动分析 137

6.1.1 通道涡的形成 137

6.1.2 角区分离 139

6.1.3 叶尖间隙流 141

6.1.4 叶片积叠线弯掠 145

6.2 三维叶片优化设计软件简介 149

6.3 三维叶片积叠线优化设计 151

6.4 三维叶片积叠线与型面组合优化 156

6.5 离心压气机工作轮三维叶片优化 163

6.6 大涵道比风扇叶片优化设计 166

6.7 吸附式压气机叶片优化设计 169

参考文献 179