基于核主成分分析的涡轮盘结构设计优化

作者：罗丰; 张立章^*; 米栋; 钱正明

来源：推进技术, 2022, 43(02): 141-147.

DOI：10.13675/j.cnki.tjjs.200531

• 涡轮盘
• 非均匀有理B样条
• 结构设计优化
• 核主成分分析
• 降维空间

为解决轮盘形状优化过程中变量多且高度非线性的问题,建立了基于核主成分分析(Kernelized Principal Component Analysis,KPCA)技术的航空发动机轮盘优化方法。利用控制点形式的非均匀有理B样条(NURBS)曲线构造涡轮盘截面形状,以控制点的坐标作为设计变量;利用实验设计(DOE)进行采样,从中选取60个较优样本,计算核矩阵K,应用核矩阵K的特征向量计算投影向量的系数矩阵,采用投影后的变量作为新的设计变量,重构设计空间;最后,在降维后的设计空间中优化涡轮盘。结果表明:优化后轮心当量应力降低4.21%,周向应力降低0.26%,轮背径向应力降低1.58%,子午截面平均周向应力降低2.57%,圆柱截面平均径向应力降低6.51%。

• 单位
  中国航发湖南动力机械研究所