一种压气机可控扩散叶型稳健优化设计方法技术

本发明专利技术提出了一种压气机可控扩散叶型(CDA)稳健性优化设计方法。运用正问题求解方法获得初始叶型，并使用类别形状函数变换(CST)方法实现叶型参数化。运用最优拉丁超立方设计(Opt LHD)对设计空间进行采样进而构造代理模型，一方面尽可能降低了样本初始化所需样本数量；另一方面克服了传统稳健设计不确定分析时计算量过大的问题。使用蒙特卡罗(MC)方法进行不确定性参数模拟，并运用邻域培植遗传算法(NCGA)进行优化搜索。由此获得的稳健CDA叶型性能较优，对于加工误差的敏感性大大降低，降低了加工成本，具有广泛的工程应用意义。同时本发明专利技术发展的设计方法高效、计算量小、可移植性强，能够满足气动性能以及工程应用要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及压气机叶型设计方法，具体为一种压气机可控扩散叶型稳健优化设计方法。
技术介绍
压气机技术的不断发展对压比和效率提出了更高的要求，转换到叶片的要求即为：高负荷、大冲角范围和不分离的叶型附面层。由于常规叶型往往不能满足上述要求，因此可控扩散叶型(ControlledDiffusedAirfoil，缩写CDA)逐渐受到研究学者的青睐。CDA是专门针对亚音、跨音叶栅设计和优化的，通过控制叶片吸力面扩压因子，在叶片整个运行范围内避免附面层分离；对跨音速应用，从超音到亚音时，叶片表面速度可以平滑过渡而不产生激波，这样的设计优点使得气流具有较小的损失。但其自身也有局限性，CDA对型线几何的要求极高，通常在叶型设计点附近表现出较好的性能，而当加工因素、来流条件变化等原因引起叶型型线、工作状态偏离设计意图时，CDA叶型通常因在吸力面产生强激波而导致性能无法满足要求。针对工程问题中的不确定性原因研究最早是由日本学者Taguchi博士开始，其实质是稳健设计思想。稳健设计的目的是减小变量和参数的波动所有法的目标和约束的变异，传统的设计方法不能够反应工程设计、产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压气机可控扩散叶型稳健性优化设计方法，其特征在于：步骤2中，使用类别形状函数变换(Class‑Shape‑Transformation，缩写CST)方法对叶型进行参数化，通过较少的变量能够很好地控制叶型几何，解决了传统叶型生成方法不利于优化的问题，同时该参数化方法控制变量较少，使得优化计算量大大降低，简洁高效。

【技术特征摘要】
本发明公开了一种压气机可控扩散叶型(ControlledDiffusedAirfoil，缩写CDA)稳健性优化设计方法，该方法是一种基于代理模型并结合叶型参数化方法的叶型优化设计方法，其中包括原始叶型的设计、叶型参数化、代理模型初始化、蒙特卡罗模拟、多目标寻优过程获得具有强稳健型的可控扩散叶型，降低叶型对于加工误差的敏感性，所获得的稳健叶型具有良好的气动性能并具有较好的工程应用性。权利要求如下：
1.一种压气机可控扩散叶型稳健性优化设计方法，其特征在于：
步骤2中，使用类别形状函数变换(Class-Shape-Transformation，缩写CST)
方法对叶型进行参数化，通过较少的变量能够很好地控制叶型几何，解决了传统叶型
生成方法不利于优化的问题，同时该参数化方法控制变量较少，使得优化计算量大大
降低，简洁高效。
2.一种压气机可控扩散叶型稳健性优化设计方法，其特征在于：
步骤3中，在初始化代理模型时，运用最优拉丁超立方方法(...

【专利技术属性】
技术研发人员：高丽敏，蔡宇桐，李瑞宇，高磊，曾瑞慧，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61