基于局部穷举迭代的叶片安装排序研究

叶片安装排序在早期采用配对对称安装方法,简便快捷,但精度不高。后来引进的遗传算法,在运算精度取得了不错的成绩,但是运行时间一般在几小时以内,有些偏长。在全排序的基础上,提出了一种局部穷举迭代算法,寻解精度高、运算时间较短,有力满足了汽轮机转子叶片装配的快速安装要求。     

基于NURBS曲线的高亚音速压气机叶型参数化建模方法研究

具有良好灵活性的高精度叶型参数化建模方法对于压气机叶型设计和优化具有重要影响。本文研究了一种基于非有理B样条曲线理论(NURBS)曲线组和遗传算法的轴流压气机叶片参数化建模方法。该方法基于中弧线厚度叠加法,采用两条三次七点NURBS曲线分别构造中弧线形状和厚度分布,前尾缘采用双二次NURBS曲线,通过多段曲线光滑拼接实现叶片造型。以压气机型线方差值最小作为目标函数,利用遗传算法实现了叶型的参数化建模。通过数值模拟实验证明,本文提出的参数化造型方法适用于高亚音速压气机叶型的参数化建模。     

模拟退火算法在汽轮机转子动叶排序优化技术中的应用

文章结合动叶片称重排序原理及数学模型,运用模拟退火算法对动叶排序应用问题进行了分析研究,并设计了该排序算法和软件。通过对该算法的排序结果进行分析得出：该算法的应用提高了动叶排序计算的收敛性和鲁棒性,优化了排序次序,解决了动叶排序重量（重力矩）聚集现象,具有很强的工程应用价值。     

基于遗传算法的叶片安装排序优化系统的开发及应用

叶片加工质量不均匀导致叶片安装后转子的不平衡量增加，动平衡工作量加大；旧机组现场更换叶片后，叶片更换前后在不同平衡面产生的不平衡力矩的变化将导致轴系不平衡增加，振动加大。为了减少叶片安装产生的不平衡量，在简要介绍遗传算法基本原理的基础上将其应用于叶轮机械叶片的优化排序安装，解决了以前采用穷举法对于大量叶片优化排序所碰到的求解时间长，得不到优化结果的问题。可以用于叶轮机械叶片的优化安装排序。     

增压器压气机叶片结构/振动一体化优化设计

以废气涡轮增压器压气机叶轮为研究对象,创建了压气机叶片的三维参数化模型,通过全三维流场仿真分析,得到压气机的气动性能及叶片表面的压力分布.在不改变叶片形状、保证压气机气动性能的情况下,对叶片的静强度及振动特性进行了一体化优化设计.以叶片4个关键截面的叶顶、叶根厚度为设计变量,以离心力及气动压力作用下叶片的最大Mises应力、叶片的一阶动频为约束,以叶片体积为目标函数,在iSIGHT优化平台上集成了I-DEAS、ANSYS软件,采用混合整型优化和自适应模拟退火算法的组合优化方法,在满足叶片静强度小于屈服强度和一阶动频大于3倍工作频率的条件下,叶片体积(质量)减小了14.7%.     

叶片厚度及叶片数对离心式压气机效率的影响研究

本文针对压气机叶轮的叶片厚度和叶片数进行数值模拟计算,在分析其内部流场的基础上,探究其对压气机效率的影响。研究结果表明:随着叶片厚度的增加,压气机效率有所降低,但衰减幅度逐渐减小;在恒定转速下,随着流量的增加,叶片厚度减小引起的效率改善量逐渐增加;在恒定流量下,随着转速的升高,叶片厚度减小引起的效率改善量逐渐降低;叶片数增加可以改善流动,但效率变化需要考虑摩擦损失;厚度较大的叶片的效率对于叶片数变化更加敏感。     

分流叶片长度和周向位置对氦氙离心压气机性能的影响

为了研究分流叶片对氦氙混合工质离心压气机性能的影响规律,通过数值模拟计算的方法开展了不同分流叶片长度和周向位置的氦氙混合工质离心压气机的流场和特性研究,给出了分流叶片长度和周向位置的最佳设计方案.研究结果表明:分流叶片的长度和周向位置对压气机的性能影响显著,过短的分流叶片不能起到改善流场的作用,过长的分流叶片会造成较大...     

基于流固耦合的压气机叶片结构分析

采用弱耦合的方式,通过workbench软件中的MFX-ANSYS/CFX耦合平台对涡轮增压器的压气机结构进行了仿真模拟。得到了在流体作用下压气机叶片的变形与应力分布情况,以及叶片的在不同转速下的各阶固有频率,为压气机的结构优化、控制叶片振动提供了理论依据。     

压气机失速研究及设计方法的讨论

本文利用NREC软件对某存在严重失速问题的高速压气机进行重新设计,并通过流体分析软件Numeca进行了数值模拟验证。流动分析结果表明压气机内有较强的失速从而对于叶片的安全性构成了致命的威胁;本文通过改进叶片的弯转角变化规律和短叶片的设计,有效地避免了失速,对于改进叶轮的可靠性做出了有益的探索。     

某燃气轮机低压压气机结构设计方案研究

双涵道航空发动机（简称航机）改制成地面燃气轮机通常须新制低压压气机来提高燃气轮机做功能 力和效率,但研制周期长且技术风险高;而采用低压压气机静子部件新设计、转子叶片直接切顶方式,压气机 性能较原航机降低幅度较大。研究某航机低压压气机结构后,在航机低压压气机静子部件中增加隔环及挡 片,减小流道,转子部件在转子轮盘及叶片榫头不变的前提下新设计叶片叶型,经气动和强度计算后总压比 2. 863,绝热效率88%,满足设计要求。进口空气流量偏大,可调节可调叶片,动叶片强度经校核满足要求。     

船用燃气轮机压气机多级可调静叶优化匹配方法研究

作为防止燃气轮机喘振的有效手段之一,可调静叶技术的应用能够提升压气机在非设计工况下的效率和运行范围,从而提高燃气轮机变工况下的经济性和稳定性.以某型船用三轴燃气轮机为研究对象,建立压气机一维性能分析模型与燃气轮机零维仿真模型耦合的变维度燃气轮机仿真模型,以经济性和稳定性为优化目标,通过多目标遗传算法对低压压气机多级可调...     

船用燃气轮机低压压气机改型设计研究

为了保证船用8级低压压气机在低工况稳定性不降低的前提下,同时提高设计点效率,通过数值模拟的方法研究展弦比优化对压气机设计点效率的影响。分析结果表明：展弦比的选取会影响主流区的流动损失和端壁二次流损失,进而影响压气机性能。优化了多级压气机后面级展弦比,将设计点效率提高了0.42%。同时,通过优化可转导叶偏转角度,确保了60%转速的喘振裕度不降低。     

低水头电站导水机构内流场的水力优化计算

针对蜗壳(包括固定导叶)内流场的回流和撞击问题,以Fluent为工具,采用SIMPLE算法,对低水头电站蜗壳和导水机构进行三维不可压定常粘性流动数值模拟,分析了产生问题的原因,提出采用改善固定导叶型线及进出口角度的方法对固定导叶进行优化。对优化后模型进行最优工况下的数值计算表明,优化结果较为理想,改善了原设计中部分导叶处流态不稳定的状况,为水轮机固定导叶的优化提供了依据。     

Aerodynamic Performance and Noise Characteristics of a Centrifugal Compressor with Modified Vaned Diffusers

Improvement of aerodynamic performance and reduction of interaction tone noise of a centrifugal compressorwith vaned diffusers are discussed by experiments and visualization techniques using a colored oil-film method.The focus of the research is concentrated on the leading edge shape of diffuser vanes that are deeply related to thegeneration mechanism of the interaction tone noise.The compressor-radiated noise can be reduced by more thanten decibels by using modified diffuser vanes which have 3-D tapered shapes on both pressure and suction sur-faces of the leading edge.Furthermore,by adopting the proposed modified diffuser vanes,the secondary flowwhich is considered to be an obstruction of diffuser pressure recovery can be suppressed,and also the pressuredecrease observed in the throat part of the diffuser flow passage is reducible.Thus,the proposed diffuser vanesshow a favorable result for both noise and the aerodynamic performance of the centrifugal compressor,and offera few basic guidelines for the diffuser vane design.     

新型变几何导叶试验研究

本文通过一系列平面叶栅试验,得出轴流压气机可变尾缘进口导叶的气动特性。该特性优于可转导叶的特性,损失系数小于可转导叶。提出变尾缘叶栅几何参数选取原则及其最佳值范围。按最佳参数构成的这种叶栅,气流转折角和损失系数很接近常规大弯度光滑叶型的数值,宜代替可转导叶作为压气机进口导叶。试验结果可直接应用于设计。     

Size optimization of a PV/wind hybrid energy conversion system with battery storage using simulated annealing

In this paper, we perform Simulated Annealing (SA) algorithm for optimizing size of a PV/wind integrated hybrid energy system with battery storage. The proposed methodology is a heuristic approach which uses a stochastic gradient search for the global optimization. In the study, the objective function is the minimization of the hybrid energy system total cost. And the decision variables are PV size, wind turbine rotor swept area and the battery capacity. The optimum result obtained by SA algorithm is compared with our former study’s result. Consequently, it is come up with that the SA algorithm gives better result than the Response Surface Methodology (RSM). The case study is realized for a campus area in Turkey.     

变弯度叶栅的试验研究

对有缝隙的和无缝隙的变尾缘叶栅与变弯度叶栅进行了系统试验研究,取得了这种叶栅的气流转折角和损失以及落后角的变化规律。证实压气机变弯度叶栅可在较小的能量损失下实现较大的气流转折角,其工作特性比可转导叶明显优越。推荐的叶栅构型及其几何参数值可供设计直接使用,它是改善压气机调节性能,防止喘振,扩大稳定工作范围的行之有效的方法。     

内置扰流器驻涡燃烧室燃烧流动分析

为了研究内置导流片与扰流板等扰流器驻涡燃烧室的燃烧流动性能,对不同导流片结构参数下的燃烧室总压损失、燃烧效率、速度温度分布及污染物排放进行了数值分析.结果 表明:内置导流片与扰流板的驻涡燃烧室性能更加优于仅存在导流片时的性能,会进一步增强凹腔内的燃气掺混、提高燃烧效率、改善出口温度分布、降低NO排放.当导流片伸入凹腔的...     

Computed effect of guide vane shape on performance of impulse turbine for wave energy conversion

This paper deals with the computational fluid dynamics (CFD) analysis on effect of guide vane shape on performance of impulse turbine for wave energy conversion. Initially, experiments have been conducted on the impulse turbine to validate the present CFD method and to analyse the aerodynamics in rotor and guide vanes, which demonstrates the necessity to improve the guide vanes shape. The results showed that the downstream guide vanes make considerable total pressure drop leads low performance of the turbine and hence three‐dimensional (3‐D) inlet and downstream guide vanes have been designed based on well‐known vortex theory to improve the efficiency of the turbine. In order to prove the improvement in efficiency due to 3‐D guide vanes, CFD analysis has been made on impulse turbine with 2‐D and 3‐D guide vanes for various flow coefficients. As a result, it is seen that the present CFD model can predict the experimental values with reasonable accuracy. Also, it is showed from the numerical results that the efficiency of the turbine can be improved by average of 4.5 percentage points by incorporating 3‐D guide vanes instead of 2‐D guide vanes. The physical reason for improvement in efficiency of the turbine due to 3‐D guide vanes has been explained with the CFD flow insight pictures. As the turbine operates in fluctuating flow conditions, the performance of the turbine with 2‐D and 3‐D guide vanes have been calculated numerically using quasi‐steady analysis. Furthermore, the performance of the turbine has been predicted for one year based on Irish wave climate to show the feasibility of using 3‐D guide vanes in actual sea wave conditions. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

不对称二重叶栅对水轮机性能影响的探讨

对某水电站D75—35型水轮机的蜗壳、固定导叶、活动导叶内部的流动进行了解析计算，结果表明：受固定导叶不对称分布的影响，固定导叶和活动导叶内部的压力和速度分布不均匀，尾流较为明显，能量损失较大；压力和速度的脉动变化以及不均匀分布进一步延伸至转轮，将会造成转轮运行的不稳定，进而影响整个水轮机组的稳定运行。