用于发电系统的局部进气跨声速涡轮气动设计和优化

为了解决高速机载涡轮发电系统效率较低的问题,通过一维计算和三维数值模拟相结合的方法,对以拉法尔喷管作为静叶、三维叶片作为动叶的局部进气跨声速涡轮级进行了研究.在对原型涡轮级流场分析后,通过ISIGHT优化软件集成NX,NUMECA和ANSYS等模块,采用多岛遗传算法,以喷管扩张角、扩张部分长度、周向排布角度以及动叶叶片进口几何角、出口几何角和轴向弦长作为优化变量对涡轮级进行了优化设计.最终得到给定设计工况下的最优几何参数.优化结果表明:优化得到的涡轮级功率达到了74 530 W,效率达到了79.60％,较原型提升了5.1％.