文档介绍：中国科学院工程热物理研究所
硕士学位论文
透平叶片与汽轮机排汽系统气动优化设计方法研究
姓名:陈川
申请学位级别:硕士
专业:工程热物理
指导教师:刘建军
20070701
摘要年来,国内外学者对排汽系统几何结构和进汽条件进行了实验和数值研究,发现末相互作用,一体化优化设计工作还处于起步阶段。针对这一现状,本文研究工作的本文以轴流式透平和轴向二断蚺牌低澄Q芯慷韵螅岢龊透脑炝巳镀型程序,在此基础之上实现了试验设计方法、响应面近似建模方法和数值优化算法和排汽系统的气动优化设计与分析中。本文的工作主要有以下几个部分:汽系统的参数化方法,并在教ㄉ辖卸慰7ⅲ迪至瞬问⒅能化的造型要求。研究结果表明,本文开发的方法和程序能够满足末级叶片和排捎媒匝樯杓品椒ê拖煊γ娼平7椒ㄓ胗呕惴ㄏ嘟岷系牟呗裕妨⒘艘片和排汽系统的优化策略和优化流程。的适用性,同时分析了积叠线形状对叶片总压损失系数的影响。流动特点后,得到的结论是在直流、总压均匀分布的入口条件下扩压器外环入口右为宜;而在入口条件带有一定的漩流角,且总压沿径向的某种线性分布条件下,条件下最优设计的结果不一样,入口条件与几何设计变量同时影响优化设计的结器较好的压力恢复性能,圆弧形状的背板能够抑制汽流折转时背板附近的漩涡;冷凝式汽轮机排汽系统是将低压缸末级出口余速动能加以利用的关键部件。多级透平与排汽系统之间存在强烈的相互作用,因此建议对末级叶片和排汽系统进行一体化的优化设计。而目前在设计末级叶片和排汽系统时,却没有考虑二者之间的目的是利用际鹾褪涤呕椒ǘ砸镀团牌低称呕杓品椒ń醒究,为开展一体化优化设计工作做准备。端壁子午型线以及轴向一径向排汽系统参数化造型方法并开发了参数化、智能化造相结合的优化策略,并与参数化造型程序和的D馊砑岷掀鹄丛擞糜谝镀脑炝硕缎汀⑷镀问煨头椒ǎ岢隽硕吮谧游缑婧椭嵯蛞痪断蚺汽系统气动设计的要求。直鸲远缎图盎沸我墩せ呓杏呕橹ち艘镀问椒ê陀呕呗耘牌低秤呕杓频难芯勘砻骼┭蛊魃杓撇问哉雠牌低逞沽指葱阅影响很大,分析了在均匀和非均匀两种入口条件下,多个方案的几何结构特点和处切角不宜过大,应取值于浇欢嘲逍鼻惺潜匾5模鼻薪嵌纫排汽系统工作性能相比均匀入口条件下有一定的改善,优化结果表明,不同入口果。对排汽系统一种新的设计方法的研究表明,在进行扩压器设计时应该把扩压器通道截面扩张度作为一个独立的变量加以考虑并合理取值,这样能够保证扩压
对这种排汽系统不同入口条件下的研究表明,对应于不同的排汽系统的几何结构,最佳入口条件也是不一样的。关键词:叶片,排汽系统,气动优化,参数化造型摘要Ⅱ
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人工神经网络试验设计模拟退火算法序列二次规划透平叶片与排汽系统气动优化设计方法研究缩略词出口参数计算机辅助设计计算机辅助工程遗传算法非均匀有理响应面方法猆猄
在銎教ㄉ霞蒒及绦颉俊插图列表呕低辰峁故疽馕俊优化前后叶片对比【】⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯不同最大厚度位置改变叶片型线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯不同轴向弦长改变叶片大小⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯二维叶型厚度分布曲线及参数选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯吻呋摺排汽系统示意图叶片优化系统图【】⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯用正交表安排搜索过程及水平设置【】⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯排汽系统几何结构及参数示意图【】⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯入口总压沿径向的分布【】⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯募峁雇肌在鲜侄值木惨锻ǖ劳瘛运行.∞笞远傻亩锻ǖ劳瘛控制二维叶型的参数示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯中弧线与厚度叠加示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯包罗线作法示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯不同最大厚度改变叶片型线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯叶型中弧线及厚度分布示意图【】⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯二维叶型中弧线形状及参数选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯冉孛嬷币镀浣孛姹湎页づひ镀卟问疽馔肌呤疽馔