对转压气机三维掠动叶优化设计

为探索三维掠动叶降低对转压气机二次流损失的潜力,进一步提高对转压气机气动性能,基于近似函数与遗传算法,针对某对转压气机双排转子在整机环境下进行三维掠动叶优化设计,并对优化前后流场进行对比分析。优化成功的得到了双排“S”形掠动叶,结果表明:三维掠动叶有效改善了双排动叶吸力面径向二次流,减小了吸力面低速区,提高了对转压气机性能,优化工况点整机效率提高0.6%,全工况范围内效率均有所提高;三维掠动叶提高对转压气机效率的根本原因是其对径向负荷分配的重新调整,将叶展下方流动较差区域负荷移至叶展上方,改善流场的同时保证对转压气机负荷不变。      

弯掠动叶气动—声学优化设计及实验研究

给出适于工程计算的弯掠动叶气动－声学优化设计方法，总结归纳了亚音速弯掠动叶的弯掠角方向、弯－掠角度值、叶片重心型线联线以及加功量沿径向分布等主要结构和气动参数的合理选择。根据优化设计方法，加工了３个叶轮（周向前弯动叶叶轮、轴向前掠动叶叶轮及径向动叶叶轮）。实验结果表明：弯或掠动叶叶轮气动－声学性能均优于径向动叶叶轮，并且周向前弯动叶的稳定工作范围扩大２０％以上，同时验证了优化设计中所讨论的结构和气     

压气机动叶局部掠形对流场和性能的影响

掠叶片技术的应用是改善压气机性能的一种重要方式。以NASA Rotor67跨音速压气机转子为研究对象,研究动叶局部掠形对跨音速压气机转子流场和性能的影响。数值结果表明,动叶局部的前掠和后掠对压气机性能具有不同的影响,前掠会引起等熵效率下降,总压比和失速裕度增大,后掠大幅增大了失速裕度;在近最高效率点工况下,前掠会导致动叶流场的恶化,后掠能缩小流动分离区,改善流场性能。     

轴流压气机串列静子叶片弯掠设计优化

为了提高轴流压气机的串列静子在不同工况下的静压比与总压恢复系数,采用高自由度的复合弯掠三维叶片造型设计方法,对其前后排叶片进行协同双目标优化设计。设计优化研究表明：弯掠优化设计显著抑制了正攻角工况下串列静子叶片流道内的气流分离,缓解了负攻角工况下串列静子叶片缝隙通道内的气流堵塞。最后优化的弯掠叶型在正和负攻角工况下,静压比分别提升了0.99%和0.71%,总压恢复系数分别提升了0.89%和0.72%。     

弯掠动叶对旋转失速流场的影响

给出了弯掠动叶和径向（常规）动叶旋转失速工况下流场的实验结果，论述了这两种叶片在变工况下的性能差异以及弯掠动叶对旋转失速特征参数的影响，进行了失速前后有关试验数据的对比分析，讨论了弯掠动叶引起旋转失速流场变化的机理及对流场的改善作用．     

水火弯板工艺参数优化设计

考虑曲面钢板成型所需的局部能量 ,应用改进的坐标轮换法 ,优化了焰道参数 ;结合曲面成型所需局部收缩量的理论计算结果 ,给出能量按板长方向的合理输入 ,并确定了最优加工方案 .     

基于参数建模的风力机预弯叶片结构优化设计

风力机预弯叶片的弯曲型线和铺层结构设计之间存在着耦合关系.为了实现叶片预弯型线和铺层结构的一体化设计,提出一种预弯型线和铺层结构的参数化表达方法,并通过实例验证了叶片有限元参数化建模分析方法的正确性;构建了预弯叶片弯曲型线和铺层结构的一体化优化设计模型,采用粒子群算法,以叶片的质量最小为优化目标,在满足材料强度、叶尖最大变形、振动频率的约束条件下,对某低风速850k W非预弯叶片进行预弯及铺层层数优化设计.优化结果显示,优化叶片在满足设计约束的条件下重量减少了15.26%,验证了文中提出的预弯叶片弯曲型线及铺层结构协同优化设计方法的正确性.     

压气机蜗壳的优化设计

本文通过对压气机蜗壳内流动损失模型的分析,建立了一元损失的数学表达式ΔH,指出其流动损失与蜗壳任意横截面面积σ(θ)、横截面流量中心位置R(θ)及横截面边界形状的变化有关,即ΔH是σ(θ)、R(θ)的泛函。并根据设计蜗壳时所要满足的几何参数,从而建立带约束条件的最优化命题。最后求解在满足设计约束条件下,使目标泛函达到极小的最优解。     

内平动齿轮传动几何参数的优化设计

为了解决内平动齿轮传动设计中几何参数,特别是变位系数确定困难、计算过程繁琐和计算结果精度不高等问题,探讨渐开线少齿差行星齿轮传动优化设计的方法,采用机械优化设计理论,运用CAD建立了内平动齿轮传动变位系数和啮合角的优化求解数学模型,在优化软件LINGO平台上编程实现了计算过程的自动化和几何参数的优化,得到了一齿差和二齿差内平动齿轮传动变位系数和啮合角的最优值,并结合工程实例,验证了该方法的优越性.计算结果表明:一齿差内齿轮副最小啮合角为53.2°,二齿差最小啮合角为39.3°;一齿差内齿轮副的外齿轮最好采用标准齿轮,内齿轮采用变位系数为0.577的正变位,二齿差内齿轮副的内、外齿轮均须采用正变位,有时变位系数大于1.     

车用涡轮增压器压气机叶轮几何参数优化设计和性能分析

针对车用涡轮增压器,研究了压气机叶轮几何参数的优化设计方法,分析了几何参数对压气机性能的影响,建立了压气机设计系统几何参数的优化策略.通过具体实例计算,对比了不同参数对叶轮性能的影响, 通过调整叶片的进出口角度、进口直径、出口宽度以及正确选择叶片出口叶尖间隙等措施进一步提高了压气机性能.所建立的叶轮几何参数优化选择方法,可用于车用涡轮增压器离心压气机的几何参数优化和性能预测.     

动叶优化对跨声速压气机级性能影响的数值研究

为研究动叶优化对于整级性能的影响,用优化动叶代替原型动叶在0.8~1.1倍设计转速进行了数值研究。结果显示,动叶优化后整级的通流能力得到提升,设计转速下堵塞流量较原型提升了0.53%;级性能得到了提高,在1.0倍和1.1倍设计转速时最高效率分别提升了0.45%、0.44%。0.8~0.9倍设计转速时,压比和效率变化不明显;动叶流道内激波结构变化不明显,叶顶和叶根的激波强度有所增加,中径处激波强度降低;动叶优化后,静叶叶顶区域进口气流角明显增大,恶化了静叶叶顶吸力面的流动状态,导致静叶吸力面叶顶分离区增大,静叶出口总压损失系数增加。     

叶片前缘后掠对离心压气机性能的影响

设计了两个带楔形扩压器的离心压气机,一个为叶片前缘后掠,另一个为叶片前缘不掠式普通叶轮.分别对这两个离心压气机进行内部流场数值计算,比较了这两种压气机性能的差别 ,分析了前缘后掠对离心压气机的性能及内部二次流的影响.比较了19个扩压器叶片压气机与23个扩压器叶片压气机性能的差别.结果表明,叶片前缘后掠使压气机喘振裕度减小;在叶轮进口附近区域,两种叶轮二次流涡系有一定差别.     

基于遗传算法的PID参数优化设计

提出一种新的ＰＩＤ参数设计方法,以模糊化的性能指标为目标函数,以设计参数的取值范围及极限性能指标为约束条件,建立优化数学模型,结果表明,在Ｍａｔｌａｂ环境下,将遗传算法同Ｓｍｕｌｉｎｋ仿真技术有机融合,求解该优化模型,该法能有效提高编程效率,所得优化解大大提高系统性能指标。     

中弧线参数化曲线形式对压气机叶栅性能的影响

不同形式的参数化曲线由于曲率特征不同,使得构造的压气机二维叶型几何存在差异,进而影响压气机叶片气动性能。本文针对二维叶型MAN GHH 1-S1,分别采用贝塞尔曲线、多项式曲线、曲率积分曲线构造叶型中弧线,并通过数值模拟,讨论中弧线参数化曲线形式对叶栅性能的影响规律。研究结果表明,曲率积分方案的改型叶栅能有效降低各攻角工况的叶型损失,并且拓宽攻角适应性范围。     

径流压气机的气动参数及结构参数

本文利用一元流改进式分析叶轮及扩压器内气流动力现象,核定系统变量及设计参数,从而以最小损失换取级的高性能。在确定级的最佳特性的同时要斟酌组成级的各元件的性能参数及结构参数。     

基于小波理论的平面叶栅优化设计

应用最优控制理论和Ｌａｇｒａｎｇｅ插值建立了任意回转面三元叶片的平面叶栅优化设计的数学模型。用小波理论求解此模型得到一批数值结果。结果分析表明小波方法较传统方法更加有效。     

气固两相压气机平面叶栅后气流参数的试验测量

在粒子质量浓度ａ＝２．０％、２．７％，叶栅进口气流速度ｕｇ＝２２ｍ／ｓ和冲角ｉ＝１７°、２７°多种工况下，测量栅后沿栅距和对高方向分布的气流参数．通过与纯气流条件下试验结果比较，分析了叶栅进口粒子浓度和冲角变化对压气机平面对栅后气体流动参数的影响．     

基于弯沉盆参数的沥青路面动态弯沉综合修正系数

为了建立基于沥青路面动态参数设计方法的路面质量验收标准,对弯沉综合修正系数F进行了研究.利用ABAQUS有限元程序,引入土基的非线性本构模型及其他结构层的动态模量来计算路表理论弯沉.修筑室内足尺试验路,并利用FWD测试其弯沉,根据F的定义,计算试验路各结构的F值.分析<公路沥青路面设计规范>及已有研究成果中的F修正公式...     

基于蚁群算法的振动筛参数优化设计

目的 为研究振动筛的筛分参数对振动筛筛分效率的影响以及筛分颗粒在筛分过程中的运动规律,对振动筛进行参数优化设计。方法 首先建立振动筛的三维模型,使用离散元分析软件EDEM对振动筛的筛分过程进行模拟仿真并使用正交试验法设计了多组振动筛筛分试验,通过离散单元法分析了振动筛的振幅、振动频率和振动方向角三个运动学参数对筛分效率的影响。对正交试验结果进行多元非线性拟合,在拟合函数的基础上使用蚁群算法寻找最佳筛分效率对应的振动参数值。结果 振动频率增大会导致颗粒在筛箱中跳动次数过大,颗粒一直处于跳起状态,颗粒通过筛孔的概率降低,使筛分效率下降。振频对筛分效率的影响与振幅相似,随着振频的增大,筛面抖动加剧,对颗粒的作用力增大,颗粒在空中的时间增加,导致颗粒进入筛孔的机率减小,筛分效率下降。振动方向角增大时,筛分效率呈先增后减趋势,方向角过小时,颗粒朝几乎平行于筛网的方向弹出,与筛网总接触时间减小,透过筛孔的砂粒减小,方向角过大时,颗粒垂直于筛面弹出,筛分速度变慢,颗粒容易在筛面上堆积,可透过筛孔的颗粒在筛分过程中与筛面接触的机会减小,最终透过筛孔的颗粒减少,筛分效率下降。结论 当振幅为2 mm,振频...     

流体横掠波状圆柱的动特性研究

提出了一种可减小流体诱导振动的波状圆柱,并对3种不同表面倾斜度的波状圆柱进行了实验研究.实验在一低速风洞进行,工作段的横截面尺寸为0.6 m×0.6 m,湍流度小于0.2%,雷诺数在2.0×104到5.0×104范围内.实验结果表明:波状圆柱与普通圆柱相比其脉动升力系数较小,具有减小流体诱导振动的作用;流体绕波状圆柱流动的斯德鲁哈尔数等于绕普通圆柱流动的斯德鲁哈尔数,说明波状圆柱的减振并不是通过改变其斯德鲁哈尔周期来实现的.