一种涡轮叶片交叉肋冷却结构参数化优化设计方法及系统技术方案

一种涡轮叶片交叉肋冷却结构参数化优化设计方法及系统，属于叶轮机械领域，解决了传统涡轮叶片交叉肋冷却结构优化设计过程中，需要人工进行有限次、重复性、经验性的设计试验方案来人为寻优导致工作量巨大且优化结果具有一定的离散性，很难寻得最优结果的问题，本发明专利技术的要点为：将涡轮叶片气膜分为四个区域，分别对四个区域进行优化设计，得到优化设计变量，根据优化设计变量对四个区域进行UG参数化建模，对模型进行自动网格划分，进行CFD计算及后处理，提取目标函数，对目标函数进行判断，输出优化结果，完成所述优化设计方法。本发明专利技术适用于燃气涡轮叶片内部交叉肋结构的优化设计。用于燃气涡轮叶片内部交叉肋结构的优化设计。用于燃气涡轮叶片内部交叉肋结构的优化设计。

【技术实现步骤摘要】
一种涡轮叶片交叉肋冷却结构参数化优化设计方法及系统


[0001]本专利技术涉及叶轮机械领域，具体为一种涡轮叶片交叉肋冷却结构参数化优化设计方法。

技术介绍

[0002]现代燃气轮机为了不断提高热效率，涡轮进口温度也随之不断地提高，要想保证涡轮在高温条件下仍能够稳定可靠的地工作，对涡轮叶片内部进行冷却是必不可少的，寻求一种优秀的内部冷却结构迫在眉睫。交叉肋冷却结构由于其良好的冷却性能，被广泛采用于涡轮叶片的内部冷却。
[0003]交叉肋通道又被称为涡流矩阵通道(Matrix Cooling Channel)或者网格肋通道，其为内部冷却方式的一种。其通道的上下壁面间布置有相互交错的肋片，将整个内冷通道划分为若干上下子通道。气流在经过每个子通道时，经过折转流向下一个子通道。在转折位置，气流与肋壁面间发生强烈的冲击、旋转并产生强烈的涡流将肋壁面上的热量带走。这种冷却方式的优点在于，可以极大增加冷气的流程，使得冷气与壁面充分的接触，从而具有良好的换热特性。同时，通过肋片的相互交错布置，能够最大限度的发挥其优良的导热性能，使得叶片表面温度分布更加均本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涡轮叶片交叉肋冷却结构参数化优化设计方法，其特征在于，所述方法包括：S1：将所述涡轮叶片气膜分区交叉肋冷却结构分为四个区域；S2：对所述四个区域中的第一个区域进行优化设计：提取所述第一个区域的特征设计参数，根据所述第一个区域的特征设计参数得到优化设计变量，对所述优化设计变量进行设置，得到设置后的优化设计变量；S3：根据所述设置后的优化设计变量对所述第一个区域进行UG参数化建模；S4：使用ICEM脚本文件，对参数化交叉肋模型进行自动网格划分；S5：使用CFX软件中的CCL语言进行：对计算域边界条件进行前处理；调用CFX求解器，对计算域的后台进行求解计算，得到求解结果；编写CCL语言，对所述求解结果进行后处理，输出目标函数；S6：对所述目标函数进行判断，当所述目标函数满足设计要求，输出优化结果；当所述目标函数不满足设计要求，使用优化算法对所述优化设计变量进行寻优处理，并重复S3
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S6，直到优化得到的目标函数满足设计要求；S7：重复步骤S2
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S6，对所述四个区域中的其余区域进行优化设计，直到交叉肋冷却结构的目标函数均满足要求，完成所述涡轮叶片交叉肋冷却结构参数化优化设计方法。2.根据权利要求1所述的一种涡轮叶片交叉肋冷却结构参数化优化设计方法，其特征在于，所述四个区域包括：前部区域、中部区域、后部区域和尾部区域。3.根据权利要求1所述的一种涡轮叶片交叉肋冷却结构参数化优化设计方法，其特征在于，所述特征设计参数包括所述交叉肋的肋宽ω、肋间距t、肋倾角β。4.根据权利要求1或3所述的一种涡轮叶片交叉肋冷却结构参数化优化设计方法，其特征在于，对所述优化设计变量进行设置为：对所述优化...

【专利技术属性】
技术研发人员：董平，周旭，李涛，牛夕莹，候隆安，韩蕊，于子杰，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：