本文關鍵詞：航空發(fā)動機渦輪冷卻葉片多學科設計優(yōu)化技術研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：多學科設計優(yōu)化技術(MDO)是針對復雜工程問題的優(yōu)化提出的一種方法,充分考慮了學科之間的耦合。本文對包含了多種學科影響的航空發(fā)動機渦輪葉片設計問題進行了研究,提出了一種渦輪冷卻葉片多學科設計優(yōu)化的方法。 本文主要工作及結(jié)論包括: 1. 綜述了國內(nèi)外關于多學科設計優(yōu)化技術方法的理論及工程應用的現(xiàn)狀,對多學科設計優(yōu)化技術體系做了詳細的總結(jié)介紹,闡述了多學科設計優(yōu)化技術體系的定義、組成及實質(zhì)。 2.針對渦輪葉片多學科設計優(yōu)化中涉及的多個學科的相關知識做了詳細的論述和歸納,建立了各個學科的計算模型。 3.提出了一種渦輪實心葉片及直流冷卻葉片的參數(shù)化建模方法。采用五次多項式構造葉片型線,在此基礎上求解各葉型截面中弧線方程,通過冷卻通道在葉片中弧線上的定位,得到直流冷卻葉片參數(shù)化模型。 4.實現(xiàn)了渦輪葉片氣動外形的自動優(yōu)化,以渦輪等熵效率為優(yōu)化目標,優(yōu)化結(jié)果表明渦輪效率得到了提高。 5.提出了一種渦輪冷卻葉片多學科設計優(yōu)化的方法。實現(xiàn)了各學科之間的耦合,通過各學科計算軟件在優(yōu)化平臺下的集成,采用模擬退火算法和序列二次規(guī)劃算法相結(jié)合,以葉片內(nèi)部平均溫度為優(yōu)化目標,實現(xiàn)了渦輪直流冷卻葉片的自動優(yōu)化設計,結(jié)果顯示葉片內(nèi)部平均溫度有所降低,表明了該方法的實效性和有用性。
【關鍵詞】：多學科設計優(yōu)化 渦輪冷卻葉片 參數(shù)化建模 氣動優(yōu)化
【學位授予單位】：西北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：V232.4
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 選題背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 本文研究內(nèi)容12-15
• 第二章 多學科設計優(yōu)化技術體系15-27
• 2.1 多學科設計優(yōu)化技術的定義15-16
• 2.2 多學科設計優(yōu)化技術的實質(zhì)與特點16-18
• 2.3 多學科設計優(yōu)化技術的組成18-26
• 2.3.1 信息科學與技術19-20
• 2.3.2 面向設計的多學科分析20-23
• 2.3.3 多學科設計優(yōu)化方法與算法23-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 冷卻葉片多學科優(yōu)化物理模型的建立27-63
• 3.1 渦輪實心葉片參數(shù)化造型設計27-36
• 3.1.1 平面葉柵造型27-33
• 3.1.2 葉片的積疊33-35
• 3.1.3 葉片參數(shù)化的程序驗證35-36
• 3.2 渦輪直流冷卻葉片參數(shù)化造型設計36-43
• 3.2.1 渦輪葉片中弧線的計算37-42
• 3.2.2 冷卻直流通道模型的建立42-43
• 3.3 氣動分析43-47
• 3.3.1 三維氣動計算的基本方程43-45
• 3.3.2 渦輪氣動計算用的主要公式45-47
• 3.4 強度分析47-50
• 3.4.1 彈性力學基本方程47-48
• 3.4.2 有限元法求解過程48-50
• 3.5 振動分析50-55
• 3.5.1 采用材料力學方法描述的葉片振動51-52
• 3.5.2 采用有限元方法描述的葉片振動52-55
• 3.6 壽命分析55-58
• 3.6.1 基于Manson-Conffin方程的方法56
• 3.6.2 通用斜率法56-57
• 3.6.3 疲勞累積損傷理論57-58
• 3.7 優(yōu)化算法58-61
• 3.7.1 模擬退火算法58-60
• 3.7.2 序列二次規(guī)劃算法60-61
• 3.8 本章小結(jié)61-63
• 第四章 冷卻葉片多學科優(yōu)化數(shù)學模型的建立63-69
• 4.1 設計變量的選取63-65
• 4.1.1 渦輪葉片氣動優(yōu)化變量的選取63-64
• 4.1.2 冷卻葉片優(yōu)化設計變量的選取64-65
• 4.2 目標函數(shù)的選取65-66
• 4.2.1 主目標函數(shù)法65-66
• 4.2.2 加權求和法66
• 4.3 約束條件的選取66-67
• 4.4 本章小結(jié)67-69
• 第五章 渦輪葉片氣動優(yōu)化69-75
• 5.1 優(yōu)化平臺的建立69-70
• 5.2 優(yōu)化計算與結(jié)果70-73
• 5.3 本章小結(jié)73-75
• 第六章 直流冷卻葉片多學科設計優(yōu)化75-95
• 6.1 冷卻葉片各學科分析75-83
• 6.1.1 流場分析75-78
• 6.1.2 溫度場分析78-80
• 6.1.3 強度分析80
• 6.1.4 壽命分析80-81
• 6.1.5 振動分析81-83
• 6.2 冷卻葉片多學科設計體系的建立83-86
• 6.3 各數(shù)據(jù)接口程序與說明86-91
• 6.3.1 溫度轉(zhuǎn)換程序86-90
• 6.3.2 其它接口程序說明90-91
• 6.4 優(yōu)化計算結(jié)果與分析91-92
• 6.5 本章小結(jié)92-95
• 第七章 全文總結(jié)95-97
• 7.1 本文的主要工作和結(jié)論95-96
• 7.2 研究展望96-97
• 發(fā)表論文情況說明97-99
• 參考文獻99-103
• 致謝103-104
• 西北工業(yè)大學業(yè)學位論文知識產(chǎn)權聲明書104
• 西北工業(yè)大學學位論文原創(chuàng)性聲明104

【引證文獻】

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 褚學征;復雜產(chǎn)品設計空間探索與協(xié)調(diào)分解方法研究[D];華中科技大學;2010年

2 王振峰;邊界元法在氣熱耦合計算及冷卻結(jié)構優(yōu)化中的應用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 許宏博;某燃氣渦輪高壓級葉柵冷卻結(jié)構設計及氣熱耦合數(shù)值模擬[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

2 韓緒軍;渦輪葉片冷卻結(jié)構參數(shù)化及帶肋通道優(yōu)化設計[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

3 陳志強;基于測量數(shù)據(jù)的葉片截面特征參數(shù)提取技術研究[D];西北工業(yè)大學;2007年

4 毛坤;某型飛機座艙罩結(jié)構強度分析與設計優(yōu)化[D];西北工業(yè)大學;2007年

5 高春曉;多學科設計計算服務選擇及調(diào)度方法研究[D];東北大學;2008年

6 任俊剛;葉片型面測量原理與技術研究[D];沈陽工業(yè)大學;2012年

7 曹廣龍;飛機風擋部件高空服役行為預測[D];蘭州理工大學;2012年

  本文關鍵詞：航空發(fā)動機渦輪冷卻葉片多學科設計優(yōu)化技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：418457