一种新型涡轮盘预旋系统多元件匹配的优化方法技术方案

技术编号:40421115 阅读:11 留言:0更新日期:2024-02-20 22:40
本发明专利技术提供了一种新型涡轮盘预旋系统多元件匹配的优化方法,包括:将要优化的结构变化参数正交分解,得到相应的优化组合;根据要求通过有限元软件进行新型涡轮盘的初步建模与计算;根据有限元软件计算结果训练BP神经网络;将训练好的BP神经网络与遗传算法耦合,实现程序自动迭代优化。本发明专利技术以BP神经网络与遗传算法为基本方法,实现新型涡轮盘预旋系统多元件匹配的最佳设计结构参数。该方法能够节省试验与计算的时间和资源,并得出提高涡轮盘冷却质量的最优的元件参数,解决了传统设计中缺少多元件匹配问题、设计参数受限等问题。其实施高效准确,迭代时间短,优化效果明显,可于涡轮盘多目标优化设计中推广使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空发动机结构优化设计领域,具体涉及一种新型涡轮盘预旋系统多元件匹配的优化方法


技术介绍

1、随着航空发动机推重比不断提高,高压涡轮负荷越来越重,传统涡轮盘结构在一定程度上很难满足未来先进发动机的高推重比需求,发展涡轮盘新结构及优化设计方法是发动机结构设计的一个重要内容。近年来针对新型双腹板涡轮盘(twd)结构进行了初步的研究。对于双腹板来说,两腹板之间的内腔是其独特的结构特征;除了能够冷却前后腹板的外腔外,冷却流体还可以流入内腔,从而有效地降低涡轮盘内部的温度。据相关文献显示,目前对双腹板涡轮盘的优化集中在分析盘体的总体设计和单一元件的优化,并提出优化设计的新结构。

2、空气系统位于航空发动机结构内部,从压气机和外涵道中引入冷却气流并用于冷却涡轮叶片、涡轮盘等热端部件。在现有结构中,气流通过预旋喷嘴进入涡轮盘腔并冲刷冷却涡轮盘,而后通过供气孔进入涡轮叶片。现阶段预旋系统的冷却效率不足以应对更高的涡轮前温度,迫切需要对预旋系统进行优化设计。根据相关文献显示,目前对预旋系统的优化集中在单元件的参数改进,缺乏对多元件匹配设计的思考与本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种新型涡轮盘预旋系统多元件匹配的优化方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤1中,将需要优化的目标参数进行正交设计,形成多因素的待优化组合作为基础样本。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤2中,用数值计算方法求解得到基础样本的模型数据,并通过命令流输出的自定义参数定量评估系统的传热特性,得到系统传热特性的数据样本。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤2中,所述模型数据的传热特性数据包括数值计算求解得到的涡轮盘最高温度Tmax与涡轮盘径向温度均匀性Tvr,通过命令流自动输出。

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【技术特征摘要】

1.一种新型涡轮盘预旋系统多元件匹配的优化方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤1中,将需要优化的目标参数进行正交设计,形成多因素的待优化组合作为基础样本。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤2中,用数值计算方法求解得到基础样本的模型数据,并通过命令流输出的自定义参数定量评估系统的传热特性,得到系统传热特性的数据样本。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤2中,所述模型数据的传热特性数据包括数值计算求解得到的涡轮盘最高温度tmax与涡轮盘径向温度均匀性tvr,通过命令流自动输出。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤2中,所述涡轮盘径向温度均匀性的计算公式为:

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤3中,所...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭跃腾王锁芳王梦媛
申请(专利权)人:南京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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