一种基于计算流体动力学的涡轮机械优化方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于计算流体动力学的涡轮机械优化方法及系统，包括：获取涡轮机的初始设计数据，并根据初始设计数据构建初始几何模型数据；对涡轮机的初始几何模型划分网格；对划分网格后的几何模型进行计算流体动力学仿真，并依据仿真结果对几何模型进行优化；对优化后的几何模型进行评估；依据几何模型的评估，继续优化几何模型，直到得到最优几何模型参数。本发明专利技术实现了依据初始文件自动建立于修改几何模型、自动划分网格、自动进行高精度CFD模拟仿真、自动评估模型的优劣和自动寻优的完美结合，能够快速地和可靠的寻找出涡轮机械几何模型的最优设计参数。械几何模型的最优设计参数。械几何模型的最优设计参数。

【技术实现步骤摘要】
一种基于计算流体动力学的涡轮机械优化方法及系统


[0001]本专利技术属于涡轮机械设计
，尤其涉及一种基于计算流体动力学的涡轮机械优化方法及系统。

技术介绍

[0002]由于超临界CO2(sCO2)高密度特性，可采用高效的径流式涡轮机构成功率密集型动力系统，同时其密度的快速变化降低了压缩机的耗功，有助于提升sCO2动力系统的效率；获得涡轮机械几何模型后，对其精确评估是重要的一部分，但对大压比的sCO2涡轮机械中面临的非理想气体流体动力学的黎曼问题(Riemann)问题的成功模拟非常困难，当前方法中，无法提供先进的模拟方法，这已成为实现紧凑高效sCO2涡轮机械的主要障碍。
[0003]专利技术人发现，现存的研究中，大多以单一研究几何形状优化算法结合计算流体动力学(CFD)仿真模拟为主，还不存在能使自动操作涡轮机械几何结构改变、自动划分网格、自动进行CFD模拟仿真并同时评估结果以及最终获得最优几何结构的方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了解决上述问题，提出了一种基于计算流体动力学的涡轮机械优化方法及系统，本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于计算流体动力学的涡轮机械优化方法，其特征在于，包括：获取涡轮机的初始设计数据，并根据初始设计数据构建初始几何模型数据；对涡轮机的初始几何模型划分网格；对划分网格后的几何模型进行计算流体动力学仿真，并依据仿真结果对几何模型进行优化；对优化后的几何模型进行评估；依据几何模型的评估，继续优化几何模型，直到得到最优几何模型参数。2.如权利要求1所述的一种基于计算流体动力学的涡轮机械优化方法，其特征在于，对几何模型进行评估和优化时，获取几何模型的初始单形及其设置的范围；依据目标函数，判断所述单形是否收敛。3.如权利要求1所述的一种基于计算流体动力学的涡轮机械优化方法，其特征在于，进行几何模型参数优化时，采用Fletcher and Reeves算法、Newton或Nelder
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Mead算法。4.如权利要求3所述的一种基于计算流体动力学的涡轮机械优化方法，其特征在于，判断单形未收敛时，优化几何模型，得到新的状态向量；依据新的状态向量进行重新评估。5.如权利要求4所述的一种基于计算流体动力学的涡轮机械优化方法，其特征在于，判断单形收敛时，判断否是最优收敛；如果不是最优收敛，继续修改单形，创建一个新的状态向量；如果是最优收敛，输出状态向量和仿真结果。6.如权利要求1所述的一种基于计算流体动力学的涡轮机械优化方法，其特征在于，进行对几何模型评估时，采用有限体积法或有限元法进行模拟。7.如权利要求1所述的一种基于计算流体动力学的涡轮机械优化方法，其特征在于，对几何模型进行评估，包括：创建几何模型的凸包，获取状态向量；比较所述凸包和所述状态向量；若状态向量在凸包外，则进行计算流体动力学仿真，评估计算总成本；同时，将计算流体动力学仿真的结果进行保...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐建荟，肖永清，王旭江，韩奎华，杨岳鸣，马炳坤，
申请(专利权)人：山东大学苏州研究院，
类型：发明
国别省市：