| 基于并行多点采样策略的串列叶栅多目标优化设计及分析 |
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| 引用本文： | 宋召运,刘波,程昊,茅晓晨.基于并行多点采样策略的串列叶栅多目标优化设计及分析[J].推进技术,2018,39(12):2685-2694. |
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| 作者姓名： | 宋召运 刘波 程昊 茅晓晨 |
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| 作者单位： | 西北工业大学 动力与能源学院，陕西 西安 710072,西北工业大学 动力与能源学院，陕西 西安 710072,西北工业大学 动力与能源学院，陕西 西安 710072,西北工业大学 动力与能源学院，陕西 西安 710072 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(51676162)；先进航空发动机协同创新中心资助。 |
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| 摘 要： | 为了改善高负荷串列叶栅的设计质量,基于改进粒子群算法、Kriging模型的改进并行多点采样策略、物理规划方法三个模块,建立了一套多目标优化设计系统,该系统可以快速实现串列叶栅设计攻角和非设计攻角的多目标优化设计。为了减少多目标优化的计算量,该优化设计系统采用了物理规划方法将多目标优化设计问题转化为考虑设计者经验的单目标优化问题,并基于Kriging模型的改进并行多点采样准则实现了在一次迭代过程并行评价多个样本点的并行优化方法。应用该系统实现了一高负荷串列叶栅的多目标优化,优化后的串列叶栅在全攻角下的总压损失系数减小,静压升增加,在进口马赫数0.7的条件下,在攻角分别为-6°和3°时,总压损失分别降低21%和35%,证明了本文设计的多目标优化系统具有很好的实际应用价值。基于优化设计结果,分析了串列叶栅的5个造型参数:弯角比(TR)、弦长比(CR)、后排近似攻角(KBB)、轴向重叠度(AO)和节距比例(PP)对串列叶栅设计攻角和非设计攻角性能的影响,研究发现大的PP (约为0.9)和负的KBB (约为-6°)有助于串列叶栅实现较优的设计攻角性能,减小串列叶栅前排叶型的负荷,可以改善串列叶栅非设计攻角的性能和扩宽叶栅的稳定工作范围。
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| 关 键 词： | 串列叶栅 多目标优化 并行多点采样策略 物理规划 |
| 收稿时间： | 2017/11/22 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2018/2/27 0:00:00 |
Multi-Objective Optimization Design and Analysis of Tandem Cascades Based on Parallel Multi-Points Infill Criteria |
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| SONG Zhao-yun,LIU Bo,CHENG Hao and MAO Xiao-chen.Multi-Objective Optimization Design and Analysis of Tandem Cascades Based on Parallel Multi-Points Infill Criteria[J].Journal of Propulsion Technology,2018,39(12):2685-2694. |
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| Authors: | SONG Zhao-yun LIU Bo CHENG Hao and MAO Xiao-chen |
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