Детальная информация

Данная работа посвящена оптимизации проточной части осевого компрессора. Задачи, которые решались в ходе оптимизации: 1. Построение проточной части многоступенчатого осевого компрессора 2. Расчет характеристики исходной геометрии 3. Параметризация исходной геометрии 4. Расчет характеристики параметризированной геометрии 5. Поступенчатая оптимизация рабочих лопаток РК и НА 6. Анализ полученных результатов Работа проведена на основе расчета осевого компрессора по методике ЦКТИ [1]. Были рассчитаны три характеристики геометрии: исходной, параметризированной, оптимизированной. Анализ газодинамических параметров и сам расчет выполнялись в программе Ansys. Определена сеточная независимость отдельной ступени, параметры который использовались для дальнейших расчетов. Для проведения оптимизации использовались следующие модули: Design Modeler для построения геометрии проточной части, Turbo Grid для построения сетки проточной части, CFX Pre для настройки решателя, CFX Post для анализа результатов и задания целевых функций. После проведения расчетов и построения трех характеристик, был проведен анализ полученных данных. Из этого анализа следует, что оптимизатор не смог добиться того, чтобы найти исходную характеристику и улучшить ее, однако параметры улучшились относительно параметризированной модели. Причины, по которым не удалось улучшить изначальную характеристику следующие : 1. Линейная зависимость угла по длине лопатки накладывает большие ограничения для оптимизатора – не всю геометрию можно построить. 2. Угол потока на выходе из НА не оптимизировался, поэтому НА не справился с замедлением потока, СА не оптимизировался, что привело к отрыву. 3. Большое число целевых функций для оптимизации. Коэффициент смешения, отношение давления, КПД, оптимизировать все три эти параметра одновременно также накладывает границы в нашей работе.

This work is devoted to optimizing the flow part of the axial compressor. Tasks that were solved during optimization: 1. Construction of the flow part of a multistage axial compressor 2. Calculation of the characteristics of the initial geometry 3. Parameterization of the original geometry 4. Calculation of the parameterized geometry characteristics 5. Step-by-step optimization of the working blades of the RK and ON 6. The analysis of the results obtained Work was carried out based on the calculation of the axial compressor according to the CCTI method [1]. Three characteristics of the geometry were calculated: initial, parameterized, and optimized. The analysis of the gas dynamic parameters and the calculation itself were performed in the Ansys program. The grid independence of a separate stage was determined, the parameters of which were used for further calculations. The following modules were used for optimization: Design Modeler for constructing the geometry of the flow part, Turbo Grid for constructing the flow part grid, CFX Pre for configuring the solver, CFX Post for analyzing the results and setting target functions. After making calculations and constructing three characteristics, the analysis of the data obtained was carried out. It follows from this analysis that the optimizer was unable to find the initial characteristic and improve it, but the parameters improved relative to the parameterized model. The reasons why it was not possible to improve the initial characteristic are as follows: 1. The linear dependence of the angle along the length of the blade imposes great restrictions on the optimizer – not all geometry can be built. 2. The flow angle at the outlet of the NA was not optimized, so the NA could not cope with the deceleration of the flow, the CA was not optimized, which led to separation. 3. Many target functions for optimization. The mixing ratio , pressure ratio , efficiency, and optimizing all three of these parameters at the same time also imposes boundaries in our work.