一种风扇/压气机端壁型线的优化设计方法与优化平台技术

一种风扇/压气机端壁型线的优化设计方法与优化平台。首先将轴流风扇轮毂、机匣的原始设计进行参数化；提取控制点参数的数据信息，并采用立方样条函数进行关联；执行shell脚本程序；产生新的控制参数与端壁型线方案样本；将新的控制参数与端壁型线方案样本作为准三维S2流面计算程序所需的输入数据，进行风扇/压气机准三维S2流面计算；获得对应新的端壁型线样本的所有目标函数值，并对目标函数值进行全局寻优，获得最优的端壁型线结构。本发明专利技术用于航空发动机的风扇/压气机以及其它叶轮机械(如轴/径流涡轮、轴/径流泵/压气机、轴/径流风机等)的端壁型线优化设计理论研究以及产品研制。

【技术实现步骤摘要】
一种风扇/压气机端壁型线的优化设计方法与优化平台
：本专利技术涉及一种风扇/压气机端壁型线的优化设计方法与优化平台。
技术介绍
：航空发动机作为现代工业领域中技术含量高，能量密度大的高科技产品之一。因此，它被誉为现代工业“皇冠上的明珠”，既是飞机的心脏与国家的战略装备，又是衡量一个国家工业基础、科技工业实力、军事装备水平与综合国力的重要标志。其性能的提高一直是该
的重要研究课题。为此，在各主要发达国家的重大科技研究计划中从未缺席，并列为关键的发展目标。如由美国国家航空航天局(NASA)、海、陆、空军共同发起的综合高性能涡轮发动机技术(IHPTET)计划及其后续多用途、经济可承受的先进涡轮发动机(VAATE)计划，俄罗斯的涡轮发动机试验技术(CT3)计划等，为各种先进的军/民用航空动力系统的研制提供了坚实的技术基础。风扇/压气机作为航空推进系统的核心气动部件之一，在结构强度、材料工艺以及结构紧凑性的约束前提下，通过部件匹配流动的相互作用、拓展压缩系统关键性能参数的潜力，进而协调流量、压比、效率和失速裕度之间的矛盾，是现代风扇/压气机气动性能发展追求的目标。推重比15～20量级或更本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风扇/压气机端壁型线的优化设计方法，其特征是：建立一种基于准三维系统的风扇/压气机端壁型线优化设计方法，并整合为相应的优化设计平台，准三维优化设计方法包括以下步骤：步骤一：首先将轴流风扇/压气机轮毂、机匣的原始设计进行参数化；步骤二：提取控制点参数的数据信息，并采用立方样条函数进行关联；步骤三：执行shell脚本程序；步骤四：产生新的控制参数与端壁型线方案样本；步骤五：新的控制参数与端壁型线方案样本作为准三维S2流面计算程序所需的输入数据，进行风扇/压气机准三维S2流面计算；步骤六：获得对应新的端壁型线样本的目标函数值；步骤七：针对准三维S2流面计算得到所有方案样本的目标函数值，采用遗传算...

【技术特征摘要】
1.一种风扇/压气机端壁型线的优化设计方法，其特征是：建立一种基于准三维系统的风扇/压气机端壁型线优化设计方法，并整合为相应的优化设计平台，准三维优化设计方法包括以下步骤：步骤一：首先将轴流风扇/压气机轮毂、机匣的原始设计进行参数化；步骤二：提取控制点参数的数据信息，并采用立方样条函数进行关联；步骤三：执行shell脚本程序；步骤四：产生新的控制参数与端壁型线方案样本；步骤五：新的控制参数与端壁型线方案样本作为准三维S2流面计算程序所需的输入数据，进行风扇/压气机准三维S2流面计算；步骤六：获得对应新的端壁型线样本的目标函数值；步骤七：针对准三维S2流面计算得到所有方案样本的目标函数值，采用遗传算法进行全局寻优，遴选出最优的端壁型线设计参数与端壁轮毂/机匣型线结构。2.利用权利要求1所述的一种风扇/压气机端壁型线的优化设计方法的优化平台，其端壁的优化设计平台包括以下步骤：步骤一：用户在template文件定义优化参数变量名称及其在文件中的位置；步骤二：优化算法选取及参数设置、设定优化变量范围、目标函数以及优化约束；步骤三：承接步骤一执行DPrePro程序，给template文件输入不同的变量值；步骤四：输入Prcontrol.dat文件，样本参数文件；步骤五：执行立方样条函数程序，根据控制点与立方样条函数计算端壁曲线；步骤六：准三维S2输入文件，与风扇/压气机叶片设计相关的几何与气动参数文件：*.tstk，*.bgp；步骤七：承接步骤五与步骤六运行准三维S2程序，将新的端壁型线数据作为准三维程序的输入文件，运行准三维程序，获得新的目标函数值输入文件*.twal；步骤八：Outputbladedata*.dat，在bladedata*.dat文件里查找目标函数值，并将其输入至优化模块；步骤九：执行遗传算法程序，针对计算样本方案的目标函数进行寻优；步骤十：如果寻优成功，进行最优端壁型线，输出端壁型线设计参数及型线数据；如果寻优失败执行遗传算法程序，繁衍下一代个体后返回步骤三。3.根据权利要求1所述的一种风扇/压气机端壁型线的优化设计方法，其特征是：先对轮毂型线单独进行优化设计，然后在此基础上对机匣型线进行优化设计，具体步骤如下：步骤S101：原型风扇/压气机轮毂型线数据的参数化分析与处理。即基于风扇/压气机轮毂原始设计数据，提取相应的控制点数据信息，通过控制点的信息与立方样条函数来表达轮毂型线的几何特征；步骤S102：建立轮毂型线优化设计的数学模型；步...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，陈焕龙，李杰灵，王军里，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23