【摘 要】
：
在现代航空发动机的压气机气动设计中,串列叶片技术对增大航空发动机的推重比起重要作用。为了更好地应用该技术,需要采用叶片参数化造型方法,并在多个工况下优化串列叶片设计。本文采用4阶B样条曲线的叶片三维弯掠造型,并构建了基于代理模型的优化迭代过程,对轴流压气机的串列静子叶片进行了多目标的气动设计优化。首先,进行轴向与周向相对位置的二维优化,采用了具有良好插值精度和泛化能力的非参数概率模型,即深度高斯过
【基金项目】
：
中国国家自然科学基金（No.51576124）；
论文部分内容阅读
在现代航空发动机的压气机气动设计中,串列叶片技术对增大航空发动机的推重比起重要作用。为了更好地应用该技术,需要采用叶片参数化造型方法,并在多个工况下优化串列叶片设计。本文采用4阶B样条曲线的叶片三维弯掠造型,并构建了基于代理模型的优化迭代过程,对轴流压气机的串列静子叶片进行了多目标的气动设计优化。首先,进行轴向与周向相对位置的二维优化,采用了具有良好插值精度和泛化能力的非参数概率模型,即深度高斯过程,进行了有效的全局建模。其次,进行了包含18个设计变量的高维优化,采用了高斯过程进行建模,并验证了高维空间中顺序迭代优化方案的可行性。最后,在优化的帕累托前沿上,选取了两个最优的串列叶片设计,并与原型进行了对比分析。研究结果表明:弯掠的叶片造型设计能够连续光滑地改变串列叶片在不同叶高截面上的前后排叶片相对位置的分布。在正攻角和负攻角工况下,带有三维弯掠气动造型设计的串列叶片的气动性能都获得了很大提升。对其进行分析发现,弯掠优化串列叶片在较低叶高处相对位置布局紧凑,因而抑制了正攻角下叶根附近的气流分离;而其余叶高的相对位置则较为宽松,从而整体扩大了狭缝宽度,这可以较大地缓解负攻角下的流动堵塞。这种全叶高的协调设计使得串列叶片气动性能的潜力得到最大的开发。
其他文献
在大跨空间结构中,拉索作为轻质、高强的现代化工程构件,已应用于越来越多的工程设计中,然而,拉索服役过程中常常暴露在各类复杂条件下,承受着风、雨等复杂的交变荷载作用,加之结构本身承受的各类交变活载,使得拉索的疲劳成为控制其使用寿命的重要因素。拉索的疲劳破坏形式主要表现为微动疲劳和腐蚀疲劳,其中,微动疲劳现象更多地出现在绞捻形式的拉索中,如用途广泛的钢绞线拉索的疲劳寿命就常常因微动疲劳而大打折扣。本文
近年来,能源与环境问题成为人们关注的焦点话题。各国为减少温室气体的排放,制定了许多与碳排放有关的国际协议,催生了全球碳市场。交通运输业是一个高能耗行业,该行业实现节能减排是有必要的。此外,在典型的车辆路径问题中,客户需求通常被认为是确定的,但在现实环境中,需求可能是随机的,随机需求将影响配送成本。基于此,本文主要研究需求不确定条件下的车辆路径优化和速度优化。该研究旨在帮助企业在满足客户需求的基础上
集装箱码头的泊位和岸桥资源作为码头珍稀资源,其合理分配和调度对整个码头前沿的高效运作有着至关重要的影响。码头管理者通常会在船舶到港之前预先制定泊位和岸桥分配计划,但在实际执行过程中船舶延迟到港、装卸设备故障以及极端天气封港等干扰事件频繁发生致使原计划失效。应对干扰,当前码头主要采取经验式的干扰恢复策略,但是这种主观经验式的方式在一些复杂情况下并不能奏效,尤其对于存在船舶与船舶之间的转运操作的大型集
安全性是民用飞机最基本的特性,是飞机制造商赖以生存和发展的基础。为符合民机安全性要求,需要在设计阶段进行安全性分析。故障模式和影响分析（Failure Mode and Effect Analysis,FMEA）是安全性分析的重要方法,能够识别潜在故障模式,通过设计改进,最大限度减少故障发生。同时FMEA也能够为系统安全性评估过程以及故障树分析方法提供支持。传统的FMEA方法存在过渡依赖人工经验、
重载AGV（Automated Guided Vehicle）是无人化港口码头进行集装箱水平转运的关键设备,其车身结构主要有驱动车辆运行的电机驱动器和感应电机,提供能源的动力电池和进行环境感知的雷达模块。长时间工作在露天的临海环境之下,重载AGV的感应电机和其他零部件面临着湿度大,盐度大,日夜温差大,夏季酷热,冬季严寒等诸多恶劣环境因素的挑战。由于零件本身存在的制造缺陷以及车辆运行中出现的磨损、形
随着航空发动机性能的不断提高,叶片造型对发展高负荷和高效率等性能要求的压气机至关重要。同时,连续的表面曲率分布也是影响叶片气动损失的关键因素之一。叶片表面的不光滑和曲率不连续,会引起马赫数和压力分布的突变。本文实现基于曲率控制的二维叶型及三维叶片的优化设计来探究曲率连续的作用。其中二维叶型的造型采用中弧线厚度法,中弧线采用三种方式:（1）简单贝塞尔曲线;（2）多项式曲线;（3）3次非均匀B样条曲线
部分填充混凝土钢桥墩由于其质量轻、强度高、延性好的特点逐渐得到广泛应用。然而在多次地震后的震害调查中发现,在强震下钢桥墩除了发生局部屈曲破坏以外,还有可能发生另一种新的破坏模式。钢桥墩在极大的塑性应变幅作用下,循环几十次甚至几次后便发生断裂,这种断裂具有明显的延性特征,不同于传统的高周疲劳破坏,被称作超低周疲劳破坏。开展部分填充混凝土带肋箱形截面钢桥墩的超低周疲劳性能试验,深入研究这一现象,对确保
空间绳系卫星系统成为近年来航天领域研究热点之一。学者们针对空间绳系系统物理场建模、动力学特性、控制律设计等问题开展理论研究,同时,各国航天机构也纷纷开展空间绳系卫星发射试验。空间绳系卫星系统的一个重要分支是电动力绳系卫星系统。电动力系绳在轨道中与地磁场作用产生感应电动势,受到与运动方向相反的电动力作用,产生离轨效应。目前电动力绳研究多集中在电动力对系绳的影响,以此展开动力学与控制问题的研究,但未针
微纳卫星因其轻小型化、紧凑化和任务多样化等特点,近年来成为世界各国航天领域研究的热点。由于体积、重量、功耗和成本受限,微纳卫星的数传链路一般达不到常规卫星的等效全向辐射功率（EIRP）要求,因此需要寻求更高性价比的数传系统设计方案。本文以微纳卫星工程型号为背景,根据载荷数据传输需求,通过理论分析和工程论证对数传系统的工作频段、编码方式、调制方式进行优选,选定X频段作为系统工作频段、RS（255,2
含筋薄壁结构广泛应用于航天领域,是重型运载火箭的主要承载骨架,其装配质量直接决定航天产品的可靠性。含筋薄壁结构一般需经过铣削和滚弯两道制造工序。铣削后含筋板复杂的残余内应力场使其发生严重的翘曲变形。滚弯过程受铣削残余应力及含筋板各向异性特征影响,难以精准控制壁板的滚弯半径。板与筋存在刚度差异,重型运载火箭尺寸的增大使含筋薄壁结构的几何非线性变形更为明显,难以进行含筋板结构的装配偏差分析。建立准确描