一种航空发动机燃烧室的参数多目标优化方法技术

本发明专利技术公开了一种航空发动机燃烧室的参数多目标优化方法，包括：根据航空发动机燃烧室高性能燃烧组织的优化设计需求，确定航空发动机燃烧室的多维设计变量；根据多维设计变量，构建高维设计变量样本空间；对高维设计变量样本空间进行样本抽取，得到样本点集；基于高性能燃烧室模型，利用航空发动机燃烧室一维计算模型和三维计算模型计算样本点集中各样本的相关数据；根据计算结果和试验测试数据，得到样本数据集；将样本数据集划分为若干个子空间；在每个子空间上建立Kriging的燃烧室预测模型；根据所有子空间的燃烧室预测模型，寻优得到燃烧室设计参数的帕累托最优解集；进而进行分析，得到燃烧室最优设计方案。得到燃烧室最优设计方案。得到燃烧室最优设计方案。

【技术实现步骤摘要】
一种航空发动机燃烧室的参数多目标优化方法


[0001]本专利技术涉及航空发动机
，具体涉及一种航空发动机燃烧室的参数多目标优化方法。

技术介绍

[0002]随着航空航天技术的不断发展，缩短发动机的设计周期和提升数值模拟速度已成为当前研究的热点。燃烧室是航空发动机的重要部件之一，发动机的可靠性、经济性和寿命在很大程度上取决于燃烧室的可靠性和燃烧有效程度。在燃烧室内燃油中的化学能转变为热能，压气机增压后的高压空气加热到涡轮允许温度，以便进入排气装置内膨胀做功，对燃烧室性能有很高要求。经过调研，发现在目前的燃烧室设计中，基本都是依靠CFD数值模拟或者风洞试验测试中的空气动力数据库，依据已有的数理模型公式和人工经验进行计算，进而评估设计的可靠性。尽管高性能计算机等技术的快速发展，但应用CFD方法评估燃烧室性能以探索设计空间，仍然具有较大的计算成本。
[0003]航空发动机作为飞机的心脏，结构极其复杂，尤其是航空发动机高温升燃烧室等热端部件价值量高、技术难度大，是性能提升的关键。燃烧室性能要求燃烧效率高、燃烧稳定范围宽、总压损失小、出口温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机燃烧室的参数多目标优化方法，其特征在于，所述航空发动机燃烧室的参数多目标优化方法包括：S1：根据航空发动机燃烧室高性能燃烧组织的优化设计需求，确定航空发动机燃烧室的多维设计变量；S2：根据所述多维设计变量，构建高维设计变量样本空间；S3：利用拉丁超立方抽样方法对所述高维设计变量样本空间进行样本抽取，得到样本点集；S4：基于高性能燃烧室模型，利用航空发动机燃烧室一维计算模型和三维计算模型计算所述样本点集中各样本的相关数据，得到计算结果；S5：根据所述计算结果和试验测试数据，得到样本数据集；S6：采用升维空间划分方法将所述样本数据集划分为若干个子空间；S7：在每个子空间上建立Kriging的燃烧室预测模型；S8：根据所有子空间的所述燃烧室预测模型，利用RVEA多目标优化算法，寻优得到燃烧室设计参数的帕累托最优解集；S9：对所述帕累托最优解集进行分析，得到燃烧室最优设计方案。2.根据权利要求1所述的航空发动机燃烧室的参数多目标优化方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述多维设计变量包括：进口总温(T
t
)、进口总压(P
t
)、进口流量(S
t
)、油气比(R
OG
)、主燃孔数量(N
m
)、主燃孔尺寸(D
m
)、每排冷却孔数量(N
c
)以及冷却孔尺寸(D
c
)。3.根据权利要求1所述的航空发动机燃烧室的参数多目标优化方法，其特征在于，所述步骤S2包括：将所述多维设计变量作为输入设计参数、燃烧效率和总压损系数作为输出优化参数以及出口温度分布系数OTDF和出口径向温度分布系数RTDF作为优化约束条件参数，构成所述高维设计变量样本空间。4.根据权利要求1所述的航空发动机燃烧室的参数多目标优化方法，其特征在于，所述步骤S4包括：将所述样本点集输入至所述高性能燃烧室模型，利用航空发动机燃烧室一维计算模型和三维，计算得到的计算结果包括对应的燃烧效率和总压损失系数两个优化参数值以及出口温度分布系数OTDF和出口径向温度分布系数RTDF两个约束条件参数值。5.根据权利要求1所述的航空发动机燃烧室的参数多目标优化方法，其特征在于，所述步骤S6包括：S61：将所述样本数据集加入对应的输出维度，得到新的样本空间；S62：基于给定的参数K，将所述新的样本空间划分为K份初始子空间；S63：确定各初始子空间的中心样本点并对各初始子空间的各样本设置标签L(z
p
)＝
‑
1和第一距离d(z
p
)＝∞；S64：根据距离公式，确定所述中心样本点和各样本之间的第二距离D
i
(z
p
)；S65：判断当前样本的第二距离D<...

【专利技术属性】
技术研发人员：马跃，黄欣，徐全宇，郭明明，童书鸿，田野，张华，曾子扬，张靖，沙记文，乐嘉陵，王姮，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：