徑-軸流式渦輪優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、徑-軸流式渦輪作為空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)的核心組件,具有單級膨脹比高、結(jié)構(gòu)簡單緊湊及效率較高等特點,廣泛應(yīng)用于航空、車輛等領(lǐng)域中。徑-軸流式渦輪葉輪通道內(nèi)氣體流動復(fù)雜,容易產(chǎn)生二次流、氣流沖擊,影響渦輪性能及壽命。為減少流動損失,提高渦輪效率,開展渦輪葉輪優(yōu)化設(shè)計研究十分必要。
　　葉輪優(yōu)化設(shè)計過程采用數(shù)值計算及基于Kriging模型的優(yōu)化方法進行模擬研究分析,主要內(nèi)容包括以下幾個部分:
　　(1)介紹了渦輪的研究背景,包括渦輪的

2、工作過程、應(yīng)用范圍及性能影響參數(shù)。闡述了渦輪基本結(jié)構(gòu),并對國內(nèi)外渦輪的研究現(xiàn)狀進行了綜述和分析,在此基礎(chǔ)上對本文的主要工作進行了說明。
　　(2)針對冷庫設(shè)計要求,完成冷庫制冷系統(tǒng)設(shè)計狀態(tài)下的參數(shù)選擇匹配工作。根據(jù)該系統(tǒng)中冷卻渦輪部件的設(shè)計要求,在完成初步設(shè)計,確定渦輪基本幾何尺寸的基礎(chǔ)上,采用內(nèi)切圓方法構(gòu)造子午型線,結(jié)合z面中弧線造型設(shè)計方法進行葉輪三維造型設(shè)計,基于Bezier曲線、曲面完成了噴嘴環(huán)、蝸殼設(shè)計造型。
　　

3、(3)在對數(shù)值方法進行概述的基礎(chǔ)上,對某型徑-軸流式渦輪進行了數(shù)值模擬,對比分析了試驗和不同網(wǎng)格數(shù)下數(shù)值計算結(jié)果。驗證算例表明數(shù)值方法能夠較好地預(yù)測渦輪性能。
　　(4)基于數(shù)值計算方法,研究葉輪葉片數(shù)目、噴嘴環(huán)葉片安裝角對渦輪性能的影響,結(jié)合Kriging模型、EI方法及最優(yōu)化算法對葉輪葉片參數(shù)化設(shè)計變量進行優(yōu)化,預(yù)測最終優(yōu)化設(shè)計所得渦輪的工作性能,繪制流量特性曲線,初步分析了幾何參數(shù)對渦輪性能的影響。
　　(5)對本文的