域扩展的带内环空腔的涡轮盘结构及其设计方法

    公开(公告)号:CN112177677B

    公开(公告)日:2022-11-08

    申请号:CN202011028677.8

    申请日:2020-09-25

    Applicant: 厦门大学

    Abstract: 域扩展的带内环空腔的涡轮盘结构及其设计方法,包括以下步骤:1)对涡轮盘原始模型进行区域扩展并进行扇区模型切分提取;2)根据应力场分布选取合理的模型分块尺寸;3)设置材料属性并对模型进行分块处理和网格划分处理,对模型设置相应载荷条件和应力模拟仿真计算;4)设置相应拓扑优化约束条件与优化目标进行拓扑优化;5)基于拓扑优化结果,进行模型重构,选取结构去除部分关键尺寸作为设计变量;6)对重构后模型进行尺寸优化,并进行静力学分析;7)将分析结果与涡轮盘材料的屈服极限值进行对比,验证尺寸优化后模型应力是否小于材料的屈服极限,如未达到要求,重复步骤6)至满足要求,即设计得到域扩展的带内环空腔的涡轮盘结构。

    一种考虑转捩扰动因素的γ-Reθt转捩模型标定方法

    公开(公告)号:CN112597708B

    公开(公告)日:2022-05-03

    申请号:CN202011487219.0

    申请日:2020-12-16

    Applicant: 厦门大学

    Abstract: 一种考虑转捩扰动因素的γ‑Reθt转捩模型标定方法,涉及边界层流动转捩领域。提出一种可实现考虑粗糙颗粒、横流、尾迹等扰动因素γ‑Reθt转捩模型的通用标定方法,通过分析扰动因素的相关特征,引入转捩判据的通用形式通过建立转捩判据系数α与扰动因素特征参数关系数据库来拟合出二者的函数关系,在此基础上,转捩预测对象可基于扰动因素特征参数匹配出与之相适应的转捩判据。提高了γ‑Reθt转捩模型预测扰动因素影响下边界层转捩位置的精度,同时也扩展模型在不同扰动因素特征下的应用。

    一种基于自动微分的可压缩湍流流体拓扑优化方法

    公开(公告)号:CN114021497A

    公开(公告)日:2022-02-08

    申请号:CN202111294234.8

    申请日:2021-11-03

    Applicant: 厦门大学

    Abstract: 一种基于自动微分的可压缩湍流流体拓扑优化方法,涉及拓扑优化。建立对应流道拓扑优化的几何模型;获得拓扑优化对象基本参数,构建CFD拓扑优化模型;根据基本参数构建目标函数,构成非线性规划问题;基于伴随方法推导灵敏度方程;求解流体控制方程得到流场结果和目标函数的值,输出新流场结果;利用自动微分技术组建雅可比矩阵和梯度向量;组建矩阵形式伴随方程得伴随乘子;将新流场结果与伴随乘子带入灵敏度方程求解灵敏度;使用MMA数值优化方法,结合非线性规划问题搭建数学模型;对流道进行优化求解,更新设计变量,得到最优解,输出最优二维拓扑构型。避免手动推导可压缩流体伴随方程灵活度不足、过程繁琐易出错等问题。

    一种抑制旋翼桨-涡干扰噪声的尾缘气流控制方法

    公开(公告)号:CN111792022B

    公开(公告)日:2021-10-15

    申请号:CN202010689172.X

    申请日:2020-07-17

    Applicant: 厦门大学

    Abstract: 本发明公开一种抑制旋翼桨‑涡干扰噪声的尾缘气流控制方法,属于主动流动控制技术。在直升机飞行过程中,本发明的方法可以根据飞行状态,调节旋翼尾缘气流的速度和流动方向,从而改变旋翼桨叶表面的载荷分布,达到降低BVI噪声的效果。当气流控制装置无需开启时,由于气流控制装置紧贴翼型表面,跟原始外形几乎一致,不会对气动性能造成影响。相比ACF,本发明的方法没有了运动部件,无需调节机构,耗费功率更少,结构实现起来更加简单,能够达到与ACF相同甚至更好的BVI噪声抑制效果,是一种较优选择。

    域扩展的带内环空腔的涡轮盘结构及其设计方法

    公开(公告)号:CN112177677A

    公开(公告)日:2021-01-05

    申请号:CN202011028677.8

    申请日:2020-09-25

    Applicant: 厦门大学

    Abstract: 域扩展的带内环空腔的涡轮盘结构及其设计方法,包括以下步骤:1)对涡轮盘原始模型进行区域扩展并进行扇区模型切分提取;2)根据应力场分布选取合理的模型分块尺寸;3)设置材料属性并对模型进行分块处理和网格划分处理,对模型设置相应载荷条件和应力模拟仿真计算;4)设置相应拓扑优化约束条件与优化目标进行拓扑优化;5)基于拓扑优化结果,进行模型重构,选取结构去除部分关键尺寸作为设计变量;6)对重构后模型进行尺寸优化,并进行静力学分析;7)将分析结果与涡轮盘材料的屈服极限值进行对比,验证尺寸优化后模型应力是否小于材料的屈服极限,如未达到要求,重复步骤6)至满足要求,即设计得到域扩展的带内环空腔的涡轮盘结构。

    兼顾几何形状与空间布局的翼型参数化优化设计方法

    公开(公告)号:CN119066777A

    公开(公告)日:2024-12-03

    申请号:CN202411207749.3

    申请日:2024-08-30

    Applicant: 厦门大学

    Abstract: 本发明公开了一种兼顾几何形状与空间布局的翼型参数化优化设计方法,涉及翼型设计技术领域,包括:首先在设计域中布置随机的单翼型得到大量的翼型组合形式;再进行CFD计算进行数据预处理;然后利用所获数据训练代理模型,使其对更多翼型组合的气动性能进行预测,以获得后续优化设计所需的数据库;最后在代理模型的基础上,将升力系数、阻力系数和升阻比作为优化目标,构建子优化问题的数学模型,对参数化的翼型组合进行气动优化设计。本发明突破了传统气动优化方法在设计空间上的局限性,同时兼顾几何形状和空间拓扑两个要素进行气动设计与优化,能够显著提升翼型性能。

    一种基于叶片数与叶型几何的叶轮机气动拓扑优化方法

    公开(公告)号:CN117874960A

    公开(公告)日:2024-04-12

    申请号:CN202410119996.1

    申请日:2024-01-29

    Applicant: 厦门大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于叶片数与叶型几何的叶轮机气动拓扑优化方法,涉及空气动力学中气动优化技术领域,包括:在对目标叶轮机几何重构后选取包括叶片数在内的待优化设计变量并定义优化目标及约束条件;定义叶片数、叶型参数的灵敏度的权重系数;代入优化算法求解;判断是否满足约束达到目标要求,更新设计变量,得到叶轮机新构型。本发明提供一种同时考虑叶片数、叶型参数等多变量的多目标优化方法,能够直接改变叶轮机拓扑,叶片数作为叶轮机中一个重要的结构参数,将其引入优化过程中提高了设计变量的自由度,能够更灵活的实现面向叶轮机部件的多参数、多目标的优化。

    一种考虑转捩扰动因素的涡轮叶栅流道CFD计算方法

    公开(公告)号:CN112597709B

    公开(公告)日:2022-05-03

    申请号:CN202011487253.8

    申请日:2020-12-16

    Applicant: 厦门大学

    Abstract: 一种考虑转捩扰动因素的涡轮叶栅流道CFD计算方法,属于涡轮叶栅边界层稳定性分析及转捩预测技术领域。通过基于γ‑Reθt转捩模型的转捩判据系数标定转捩模型,开展多组仿真计算,建立转捩判据系数与表面粗糙度、上游尾迹以及横流效应等转捩扰动因素特征参数的仿真数据库,拟合出转捩判据系数关于转捩扰动因素特征参数的函数fnew(Ra,wu,Ce),对未用来建立数据库的涡轮叶栅进行数值计算,进一步修正CFD计算方法,提升其预测具有表面粗糙度、上游尾迹以及横流效应等扰动因素的涡轮叶栅边界层转捩的能力。实现对涡轮叶栅流道CFD计算的准确预测,对涡轮叶栅边界层转捩分析及涡轮设计的相关研究具有良好的指导意义。

    一种基于流体拓扑优化的涡轮叶栅流道拓扑设计方法

    公开(公告)号:CN113836651A

    公开(公告)日:2021-12-24

    申请号:CN202111011945.X

    申请日:2021-08-31

    Applicant: 厦门大学

    Abstract: 一种基于流体拓扑优化的涡轮叶栅流道拓扑设计方法,属于涡轮气动设计领域。建立发动机涡轮叶栅流道拓扑优化的几何模型,确定设计域和出入口位置;构建关于流体的能量耗散、涡轮转动方向动量以及流体所占体积分数等三个目标函数;调整目标函数之间数量级确保量级相近,以此构建修正的多目标函数;定义相应边界条件并求解流场,利用伴随法求解伴随流场,输出伴随乘子,进行灵敏度分析计算;将目标函数值及其灵敏度代入MMA优化算法进行优化,更新设计变量;判断目标函数是否收敛,若否,则将更新的设计变量代入MMA优化算法继续迭代,若满足,则输出最终拓扑结果。无需给定几何信息及初始叶型,为发动机涡轮叶栅构型设计提供一种新思路。

    一种抑制旋翼桨-涡干扰噪声的尾缘气流控制方法

    公开(公告)号:CN111792022A

    公开(公告)日:2020-10-20

    申请号:CN202010689172.X

    申请日:2020-07-17

    Applicant: 厦门大学

    Abstract: 本发明公开一种抑制旋翼桨-涡干扰噪声的尾缘气流控制方法,属于主动流动控制技术。在直升机飞行过程中,本发明的方法可以根据飞行状态,调节旋翼尾缘气流的速度和流动方向,从而改变旋翼桨叶表面的载荷分布,达到降低BVI噪声的效果。当气流控制装置无需开启时,由于气流控制装置紧贴翼型表面,跟原始外形几乎一致,不会对气动性能造成影响。相比ACF,本发明的方法没有了运动部件,无需调节机构,耗费功率更少,结构实现起来更加简单,能够达到与ACF相同甚至更好的BVI噪声抑制效果,是一种较优选择。

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