一种篦齿封严结构参数的反向求解方法技术

本发明专利技术提供了一种篦齿封严结构参数的反向求解方法，包括：遴选篦齿封严结构参数，确定参数的变化区间；进行数值实验设计，建立物理模型并求解，获得不同结构条件下篦齿封严内部压力分布云图，提取云图中各像素点的灰度值建立数据样本；设计新型卷积神经网络针对压力分布云图与篦齿结构参数的数值关联进行学习，通过试错法确定神经网络的拓扑结构，利用反向传播算法对神经网络进行训练；基于神经网络模型对测试样本中的结构参数展开预测，验证神经网络模型的泛化能力。本发明专利技术改进了传统计算流体力学方法无法进行反向计算的不足，提供了一种对篦齿封严这种复杂非线性系统具有高适应性的多参数反向设计方法。的多参数反向设计方法。的多参数反向设计方法。

【技术实现步骤摘要】
一种篦齿封严结构参数的反向求解方法


[0001]本专利技术涉及航空发动机空气系统领域，具体涉及一种篦齿封严结构参数的反向求解方法。

技术介绍

[0002]航空发动机高压涡轮盘腔系统的篦齿封严结构有调节各腔室冷却空气流量、防止燃气进入盘腔而对涡轮盘结构寿命造成影响等多个作用。篦齿封严结构在航空发动机工作过程中，会由于热应力和结构应力的共同作用而发生较大变形，其结构参数如篦齿齿高、篦齿节距、封严间隙等也会随之改变，篦齿结构参数发生改变时又会反过来对盘腔内部的流场、压力以及温度场造成影响。目前随着技术不断发展，航空发动机涡轮前温度不断提高，使得涡轮内部各部件工作环境进一步恶化，因此要对涡轮中的高温部件进行冷却。篦齿封严作为发动机中的气体封严系统中重要的一部分其内部结构参数对各腔室的流动和换热过程有较大影响。因此，快速地求解涡轮篦齿封严中的最优结构参数，对改进冷却结构设计，减少对冷却气量的需求，从而提高发动机的性能是十分有意义的。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种篦齿封严本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种篦齿封严结构参数的反向求解方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，遴选典型的篦齿封严结构参数，并确定结构参数的变化区间；步骤2，进行数值实验设计，建立篦齿封严流动传热物理模型并利用计算流体力学CFD方法求解，获得不同结构条件下篦齿封严流道内部压力分布云图，提取云图中各像素点的灰度值以及对应的篦齿封严结构参数建立数据样本库，所述数据样本库包括训练样本和测试样本；步骤3，设计一种新型卷积神经网络，针对压力分布云图与篦齿封严结构参数的数值关联进行学习，新型卷积神经网络的输入向量为云图中各像素点的灰度分布，输出向量为对应的篦齿封严结构参数，通过试错法确定新型卷积神经网络的拓扑结构，并利用反向传播算法对新型卷积神经网络进行训练；步骤4，利用测试样本对卷积神经网络的泛化能力展开预测。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，所述典型的篦齿封严结构参数包括：篦齿齿高H、篦齿节距B、篦齿间隙c。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2中，所述进行数值实验设计，包括：采用拉丁超立方抽样方法对篦齿齿高、篦齿节距和篦齿间隙进行实验设计，数值实验数量不小于12
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N，N为结构参数数量，同时进行流体力学CFD仿真求解，得到每组篦齿封严结构参数所对应的流道压力分布云图，并提取云图各像素点的灰度值和对应的篦齿封严结构参数作为训练样本；对篦齿齿高、篦齿节距和篦齿间隙进行随机抽样组合，数值实验数量不小于4
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N，同时进行流体力学CFD仿真求解，得到每组篦齿封严结构参数所对应的流道压力分布云图，并提取云图各像素点的灰度值和对应的篦齿封严结构参数作为测试样本。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤3中，所述新型卷积神经网络包括卷积层、池化层、全连接层；所述全连接层中采用新型多对数激活函数f(z)，表达式如(1)所示：f(z)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春华，蔡克财，张靖周，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：