用于发电系统的局部进气跨声速涡轮气动设计和优化

作者：屈彬; 房书豪; 罗磊^*; 宋友富

来源：热能动力工程, 2023, 38(06): 1-10.

DOI：10.16146/j.cnki.rndlgc.2023.06.001

• 局部进气涡轮
• 拉法尔喷管
• 数值模拟
• 优化设计

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%。

• 单位
  哈尔滨工业大学; 中国航发湖南动力机械研究所