宋英杰
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聂俊
,
郭振东
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宋立明
,
李军
,
丰镇平
工程热物理学报
结合共轭换热分析方法和基于拉丁超立方采样与Kriging近似模型的蒙特卡罗方法,提出了高温叶片换热性能不确定性量化方法.在量化主流进口总压、总温、湍流强度以及冷气进口总压四个运行参数的不确定性的基础上,对高温叶片Mark-Ⅱ进行了换热性能不确定性量化.分析了不确定性工况参数对叶片最高温度和最大温度梯度两个关键随机输出参数的影响,并通过设定最高温度和最大温度梯度的临界值,进行了可靠性分析.计算结果表明,不确定性参数可导致叶片最高温度增加42.3 K,最大温度梯度增加2.20 K·mm-1;最高温度下和最大温度梯度下的可靠度分别为94.2％和97.0％;主流进口总温不确定性对叶片换热性能和寿命影响最大.
关键词:
不确定性量化
,
共轭换热分析
,
蒙特卡罗模拟
,
拉丁超立方采样
,
Kriging响应面
宋英杰
,
余广霖
,
宋立明
,
李军
,
丰镇平
工程热物理学报
采用共轭换热分析方法,实现了C3X型高温叶片的流热固耦合分析,计算结果与实验数据的比较验证了数值方法的可靠性.结合自适应多目标差分进化算法、多目标概念的约束处理方法和三维叶栅自动参数化造型方法,自主开发了适用于高温叶片的自动多目标多学科优化设计平台.以C3X型叶片为参考叶片,选择总压恢复系数最大和叶片最高温度最低为目标进行优化设计.优化后获得了21个Pareto解.详细气热分析表明优化设计得到的叶片性能明显优于参考叶片,验证了所建立的高温叶片多学科设计平台的有效性.
关键词:
高温叶片
,
流热固耦合
,
多目标
,
多学科设计优化
