管路布局优化是降低燃气轮机管路损失的重要手段,本文提出了一种燃气轮机不规则管路布局参数的优化设计方法。从燃气轮机外部抽气管路出发,建立了具有复杂布局走向的不规则多管路的参数化建模方法。分析了管路布局参数对管路损失的敏感性。综合燃气轮机考虑流量分布,温度与压力分布等多个目标。基于遗传优化算法,获得对外部管路布局参数优化设计优化结果。优化后的管路设计在规定约束优化空间内做到了损失的显著下降,为重型燃气外部抽气管路设计提供了参考。

为了量化轴流压气机叶片几何多种类加工公差对气动性能的综合影响,采用多种类几何加工公差的叶片三维模型构造方法,在设计点工况下,对压气机级样本进行三维计算流体力学数值模拟,并对样本叶片计算结果进行不确定性量化和敏感性分析.选择效率最高和最低的两个典型叶片几何误差案例,研究几何误差对出口流场的影响.结果表明:当压气机级处于设计工作状态时,全部位置度、扭转度和轮廓度公差范围内的叶片几何加工误差对样本叶片的质量流量、总压比、等熵效率、轴向推力和转矩等气动性能参数的平均影响可以忽略;转子叶片转矩的相对变化最大范围为-2.90%~2.30%.压气机级的质量流量和总压比对转子叶片各截面的扭转度公差敏感性最强,等熵效率则由转子叶片叶中截面扭转度、轴向位置度以及叶根截面的轴、周向位置度决定.几何误差的综合作用导...

不同形式的参数化曲线由于曲率特征不同,使得构造的压气机二维叶型几何存在差异,进而影响压气机叶片气动性能。针对二维叶型MAN GHH 1-S1,分别采用贝塞尔曲线、多项式曲线、曲率积分曲线构造叶型中弧线,并通过数值模拟,讨论中弧线参数化曲线形式对叶栅性能的影响规律。研究结果表明:曲率积分方案的改型叶栅能有效降低各攻角工况的叶型损失,并且拓宽攻角适应性范围。

以 NASA Rotor67跨音速压气机转子为研究对象，研究动叶局部弯曲对跨音速压气机转子流场和性能的影响，数值结果表明，动叶局部的正弯和反弯均能改善不同工况点下压气机性能，但正弯效果更好；在近最高效率点工况下，正弯有利于提高压气机等熵效率，反弯能缩小流动分离区，改善流场性能。

以单级轴流压气机为研究对象，采用数值计算方法研究了叶片位置度超差对压气机流场性能的影响。计算结果表明，当叶片位置度发生变化时，压气机的等熵效率、总压比等气动参数都不同程度地呈现恶化趋势，并且轴向位置度的影响大于周向位置度；叶片周向及轴向位置度的变化对压气机叶片气动载荷和进口攻角的影响规律各不相同。

对 HARIKA 程序进行改进，创新性地修正了效率模型并引入 Koch 失速静压升系数模型，采用 E3十级高压压气机气动特性试验数据验证此改进 HARIKA 程序，结果表明改进 HARIKA 程序对压气机100％转速失速边界的预估精度达到了99％。采用 NSGA －II 多目标遗传算法进行气动方案设计优化，优化后的方案与初始方案相比设计点的总效率提高了3．4％，喘振裕度提高了6％；通过调节进口导叶和前五级静子叶片的安装角，使得优化方案在非设计转速下的特性也得到了提高。

随着离心压气机级负荷与温升水平的提高，为了提升对离心压气机的数值模拟精度，在数值模拟中需要采用非绝热壁面边界条件。本文以一台设计良好的现役离心压气机为研究对象，对其数值模拟的壁面边界条件中分别应用了绝热壁面边界条件，以及等温和给定传热系数这两类常用的非绝热壁面边界条件，对比分析了非绝热壁面边界条件对数值模拟精度的影响及其原因。采用给定传热系数壁面边界条件的数值模拟结果中，效率计算误差最小，设计点效率误差较绝热计算下降46.6%，且计算结果对传热系数偏差有一定容忍度；产生上述差异的原因主要源于叶顶损失相关计算。采用等温壁面边界条件的设计点数值模拟结果中，参考温度偏差使等温边界相比绝热边界效率计算误差增大93.2%，说明等温边界对参考温度敏感，其进一步应用需依靠更精确的参考温...