一种航空涡轮发动机叶片的多学科并行协作优化设计方法技术

本发明专利技术涉及航空涡轮发动机叶片的多学科优化设计方法，具体是一种航空涡轮发动机叶片的多学科并行协作优化设计方法。解决了采用传统方法进行航空涡轮发动机叶片的多学科优化设计时计算量庞大、优化效率低、多学科集成困难的问题。该方法是采用如下步骤实现的：步骤一：生成叶片三维造型；步骤二：计算出叶片气动力；计算出叶片变形量；步骤三：重复执行步骤一至步骤二；步骤四：建立叶片流场降阶模型；建立叶片结构降阶模型；步骤五：得到叶片结构分析的流固耦合混合模型；得到叶片流场分析的流固耦合混合模型；步骤六：建立叶片结构优化子系统；建立叶片流场优化子系统；步骤七：判断计算结果是否满足优化目标和约束条件。结果是否满足优化目标和约束条件。结果是否满足优化目标和约束条件。

【技术实现步骤摘要】
一种航空涡轮发动机叶片的多学科并行协作优化设计方法


[0001]本专利技术涉及航空涡轮发动机叶片的多学科优化设计方法，具体是一种航空涡轮发动机叶片的多学科并行协作优化设计方法。

技术介绍

[0002]在进行航空涡轮发动机叶片的多学科优化设计时，如何计算出最优的叶片几何参数是至关重要的问题。若采用传统方法进行航空涡轮发动机叶片的多学科优化设计，则传统方法由于自身原理所限，只能通过多学科之间迭代耦合求解的方式计算出每一组几何参数的叶片性能，据此寻找最优叶片参数，由此导致计算量庞大、优化效率低、多学科集成困难，从而导致航空涡轮发动机叶片的多学科优化设计进程缓慢。基于此，有必要专利技术一种航空涡轮发动机叶片的多学科并行协作优化设计方法，以解决采用传统方法进行航空涡轮发动机叶片的多学科优化设计时计算量庞大、优化效率低、多学科集成困难的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术为了解决采用传统方法进行航空涡轮发动机叶片的多学科优化设计时计算量庞大、优化效率低、多学科集成困难的问题，提供了一种航空涡轮发动机叶片的多学科并行协作优化设计方法。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空涡轮发动机叶片的多学科并行协作优化设计方法，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：步骤一：利用随机生成器生成叶片几何参数、叶片变形量、叶片气动力；然后，根据叶片几何参数计算出叶片压力面上第一点的坐标(x
p1
,y
p1
)、叶片压力面上最后一点的坐标(x
p2
,y
p2
)、叶片吸力面上第一点的坐标(x
s1
,y
s1
)、叶片吸力面上最后一点的坐标(x
s2
,y
s2
)；然后，将计算结果代入叶片压力面的型线方程组和叶片吸力面的型线方程组，由此计算出叶片压力面的型线参数[a
0 a
1 a
2 a
3 a
4 a5]
T
、叶片吸力面的型线参数[b
0 b
1 b
2 b
3 b
4 b5]
T
；叶片压力面的型线方程组表示如下：叶片吸力面的型线方程组表示如下：然后，根据叶片压力面的型线参数[a
0 a
1 a
2 a
3 a
4 a5]
T
、叶片吸力面的型线参数[b
0 b
1 b
2 b
3 b
4 b5]
T
得到若干个叶片截面的型线，并根据各个叶片截面的型线基叠生成叶片三维造型；然后，将叶片三维造型、叶片变形量输入到叶片CFD模型；同时，将叶片三维造型、叶片气动力输入到叶片有限元模型；步骤二：利用叶片CFD模型计算出叶片几何参数和叶片变形量所对应的叶片气动力，并将计算结果存入数据库；同时，利用叶片有限元模型计算出叶片几何参数和叶片气动力所对应的叶片变形量，并将计算结果存入数据库；步骤三：重复执行步骤一至步骤二，由此使得数据库中积累一定量的计算结果；步骤四：
建立叶片几何参数和叶片变形量对叶片气动力影响的叶片流场降阶模型，并利用数据库中的计算结果辨识该叶片流场降阶模型；同时，建立叶片几何参数和叶片气动力对叶片变形量影响的叶片结构降阶模型，并利用数据库中的计算结果辨识该叶片结构降阶模型；步骤五：通过如下步骤得到叶片结构分析的流固耦合混合模型：步骤a：给定一组叶片几何参数，利用叶片流场降阶模型计算出叶片气动力，并将叶片气动力输入到叶片有限元模型；步骤b：利用叶片有限元模型计算出叶片变形量，并将叶片变形量输入到叶片流场降阶模型；步骤c：利用叶片流场降阶模型计...

【专利技术属性】
技术研发人员：李立州，张珺，原梅妮，路宽，陈鹏云，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：