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第1章 压气机／风扇气动设计方法1

1.1 初始设计1

1.2 通流设计2

1.3 二维叶型设计2

1.4 三维叶片设计方法4

1.5 高级负荷二维叶型和三维叶片设计5

1.5.1 叶栅通道内激波组织6

1.5.2 任意回转面叶型设计7

1.6 自动优化设计方法特点及其关键技术7

1.7 压气机叶片自动优化方法研究现状9

1.7.1 二维叶型优化设计9

1.7.2 离心压气机工作轮优化设计11

1.7.3 轴流压气机三维叶片积叠线优化设计11

1.7.4 压气机／风扇三维叶片优化设计11

第2章 数值最优化方法13

2.1 单纯形法13

2.2 遗传算法及并行运行16

2.2.1 基本遗传算法16

2.2.2 基本遗传算的改进19

2.2.3 遗传算法的并行运行23

2.2.4 混合遗传算法26

2.3 梯度法29

2.3.1 梯度法原理29

2.3.2 梯度计算31

第3章 压气机／风扇流场数值计算38

3.1 流场计算网格生成方法38

3.2 S1流面网格生成方法41

3.2.1 S1流面网格生成的代数方法41

3.2.2 S1流面网格生成的椭圆型方程方法43

3.2.3 壁面处网格正交性对计算精度影响分析48

3.3 流场数值计算控制方程51

3.3.1 张量形式的基本方程52

3.3.2 直角坐标系下的基本方程53

3.3.3 柱坐标系下的基本方程54

3.3.4 任意曲线坐标系下的基本方程56

3.3.5 积分形式基本方程58

3.4 NS方程离散求解58

3.4.1 控制方程差分离散59

3.4.2 人工黏性60

3.4.3 控制方程的时间离散62

3.4.4 流场计算加速技术62

3.5 黏性体积力方法叶片通道流场计算64

3.5.1 控制方程及其离散64

3.5.2 黏性体积力计算66

3.5.3 计算网格和壁面处黏性剪切应力经验关系研究68

3.6 多排叶片流场计算动静叶排交界面处理77

3.6.1 混合面方法77

3.6.2 转子冷结方法80

3.6.3 非定常方法81

3.6.4 转静子交界面不同处理方法计算结果比较82

第4章 叶片参数化及目标函数设置方法88

4.1 二维叶型参数化方法88

4.1.1 直接参数化方法88

4.1.2 基于修改量参数化方法91

4.2 三维叶片的参数化方法93

4.3 多层参数化方法94

4.3.1 Bezier曲线曲面递推算法94

4.3.2 修改量的多层参数化96

4.3.3 多层参数化方法在遗传算法寻优中的应用96

4.4 目标函数设定100

第5章 二维叶型优化设计103

5.1 S1流面流动特点103

5.2 S1流面流场计算分析104

5.2.1 流面厚度对叶栅性能的影响107

5.2.2 回转半径对叶栅性能的影响108

5.2.3 转动对叶栅性能的影响109

5.2.4 出／进口厚度比对叶栅性能的影响110

5.3 压气机叶片通道内流动回转面二维特性研究111

5.4 二维叶型优化设计117

5.4.1 二维叶型优化设计软件简介117

5.4.2 平面叶栅叶型优化设计123

5.4.3 S1流面叶型优化设计126

5.4.4 优化叶型实际应用132

第6章 三维叶片优化设计137

6.1 压气机／风扇叶片通道内三维流动分析137

6.1.1 通道涡的形成137

6.1.2 角区分离139

6.1.3 叶尖间隙流141

6.1.4 叶片积叠线弯掠145

6.2 三维叶片优化设计软件简介149

6.3 三维叶片积叠线优化设计151

6.4 三维叶片积叠线与型面组合优化156

6.5 离心压气机工作轮三维叶片优化163

6.6 大涵道比风扇叶片优化设计166

6.7 吸附式压气机叶片优化设计169

参考文献179