基于流动参数降维的气膜孔鲁棒性评估方法技术

一种基于流动参数降维的气膜孔鲁棒性评估方法，该方法用于激光打孔气膜孔缺陷影响下冷却性能鲁棒性的评估。该方法由两重不确定性分析组成，分别为先验估计和偏差修正。结合激光打孔气膜孔缺陷模型，非侵入式混沌多项式不确定性量化方法，k近邻聚类算法组成了基础气膜孔缺陷不确定性分析框架以评估气膜孔缺陷一致情况下性能的鲁棒性。偏差修正包括主要流动特征提取，单气膜孔流动参数概率分布评估，总流动参数概率评估，流动参数修正不确定性量化分析。本方法具有使用的简易性，广泛的适用性，以及评估分析的灵活性及计算成本低的特点。此外，该方法兼容多种来源的数据结果，更加符合航空发动机涡轮设计工程师的使用需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航空发动机涡轮气热性能系统设计，特别涉及一种基于流动参数降维的气膜孔鲁棒性评估方法，用来进行航空发动机涡轮冷气性能鲁棒性进行分析。

技术介绍

1、随着航空技术的进步与发展，某些航空燃气涡轮发动机的涡轮进口温度已接近2000k。然而目前制造涡轮所使用的材料(如镍基高温合金)所能承受的环境工作温度在1300k左右。为了保障航空燃气涡轮发动机性能的使用寿命，气膜冷却技术被引入航空发动机涡轮设计中，并被科研人员和涡轮工程师广泛研究以及应用。激光打孔因其高效低成本的特点而作为主要的气膜孔加工制造工艺。激光打孔所得圆柱形气膜孔往往伴随着随机几何缺陷：表面粗糙、不规则且伴随着气膜孔进口孔径大于出口孔径的锥形特点。传统的研究方法是则是将其视为理想且确定的圆柱形气膜孔进行评估，这无疑造成了涡轮性能乃至寿命评估的偏差。虽然激光打孔引起的几何缺陷已经引起了科研人员的关注，但是相关研究仍鲜有发表，其主要是受制于以下原因：

2、(1)激光打孔所得气膜孔几何特征复杂，难以直接表征及参数化，为科研人员和涡轮工程师的性能评估带来了极大挑战。</p>

3、(2本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于流动参数降维的气膜孔鲁棒性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述基于流动参数降维的气膜孔鲁棒性评估方法，其特征在于，所述步骤1，锥形喷嘴缺陷气膜孔参数化模型与实际激光打孔所得气膜孔具有一致的气膜孔进出口面积，即一致进出口面积比AR；根据激光打孔工艺确定模型的参数变化范围；

3.根据权利要求1所述基于流动参数降维的气膜孔鲁棒性评估方法，其特征在于，所述步骤2，航空发动机涡轮气热性能鲁棒性评估方法以非侵入混沌多项式为核心构造随机代理模型，将气膜孔的进口孔径Din及锥度φ两种几何不确定性参数及其对应概率密度分布作为输入参数，构造混沌多项...

【技术特征摘要】

1.一种基于流动参数降维的气膜孔鲁棒性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述基于流动参数降维的气膜孔鲁棒性评估方法，其特征在于，所述步骤1，锥形喷嘴缺陷气膜孔参数化模型与实际激光打孔所得气膜孔具有一致的气膜孔进出口面积，即一致进出口面积比ar；根据激光打孔工艺确定模型的参数变化范围；

3.根据权利要求1所述基于流动参数降维的气膜孔鲁棒性评估方法，其特征在于，所述步骤2，航空发动机涡轮气热性能鲁棒性评估方法以非侵入混沌多项式为核心构造随机代理模型，将气膜孔的进口孔径din及锥度φ两种几何不确定性参数及其对应概率密度分布作为输入参数，构造混沌多项式，并利用全张量积解法求解所需要的由进口孔径din及锥度φ所组成的不确定性量化采样点组合。

4.根据权利要求1所述基于流动参数降维的气膜孔鲁棒性评估方法，其特征在于，所述步骤3，保证每个采样点几何中所有锥形喷嘴缺陷气膜孔的几何特征一致，即每个采样点几何中每个缺陷气膜孔的进口孔径din及锥度φ均为对应采样点组合中的进口孔径din及锥度φ。

5.根据权利要求1所述基于流动参数降维的气膜孔鲁棒性评估方法，其特征在于，所述步骤4，聚类算法为k近邻聚类算法，对于第i个采样点几何gi，其为采样点计算网格mi，聚类方法如下：

6.根据权利要求1所述基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志刚，郝铭扬，张嘉伟，白波，李军，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：