轴流压气机过渡段轴对称端壁的优化设计

金东海; 赵伟光; 桂幸民

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Design Optimization of Axisymmetric Endwall in Axial Compressor S-Shaped Duct

首发时间：2013-01-11

Jin Donghai ¹
Jin Donghai,(1977-), male, associate professor, aerodynamic design optimization of turbomachinery and research of secondary flow mechanism.
Zhao Weiguang ¹ Gui Xingmin ¹

1、School of Energy and Power Engineering, Beihang University, Beijing 100191

Abstract：This paper presents a numerical investigation on the potential aerodynamic benefits of using endwall contouring in a fairly aggressive duct with six struts based on the platform of the endwall design optimization. The platform was built with Adaptive Genetic Algorithm (AGA), Design of Experiments (DOE), Response Surface Methodology (RSM) based on the Artificial Neural Network (ANN) and a 3D Navier-Stokes solver. Visual analysis method based on DOE was used to define the design space and analyse the impact of the design parameters on the target function (response). Optimization of axisymmetric endwall contouring in the duct has been performed and evaluated. The objective was to minimize the total pressure loss. The optimal duct was found to reduce the hub corner separation and suppress the migration of the low momentum fluid. The axisymmetric endwall contouring was shown to suppress the separation and reduce the net duct loss by 22%.

keywords： s-shaped duct axisymmetric endwall design optimization secondary flow

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轴流压气机过渡段轴对称端壁的优化设计

金东海 ¹
Jin Donghai,(1977-), male, associate professor, aerodynamic design optimization of turbomachinery and research of secondary flow mechanism.
赵伟光 ¹ 桂幸民 ¹

1、北京航空航天大学，能源与动力工程学院，北京 100191

摘要：本文利用数值优化方法对过渡段端壁进行了研究，该过渡段具有较大曲率，其中有6个支板。优化方法集成了自适应遗传算法、试验设计、神经网络响应面模型和三维流场求解模块、基于试验设计通过直观分析法对设计空间进行分析，以确定设计变量对目标函数的影响。对过渡段进行了轴对称端壁优化，目标函数定义为出口总压损失最小，优化后的过渡段显著减小了端壁角区处的流动分离及低能流体的径向迁移现象，使得出口总压损失减小22%。

关键词： S形过渡段轴对称端壁优化设计二次流动

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Jin Donghai,Zhao Weiguang,Gui Xingmin. Design Optimization of Axisymmetric Endwall in Axial Compressor S-Shaped Duct[EB/OL]. Beijing:Sciencepaper Online[2013-01-11]. https://www.paper.edu.cn/releasepaper/content/201301-538.

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论文编号	201301-538
论文题目	轴流压气机过渡段轴对称端壁的优化设计
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