[发明专利]一种离心压气机叶轮的优化方法和系统

权利要求书

1.一种离心压气机叶轮的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

选取叶轮因素参数和叶轮目标参数；

采用试验设计法，根据所述叶轮因素参数确定叶轮因素值；

根据所述叶轮因素值确定对应的所述叶轮目标参数的叶轮目标值；

所述根据所述叶轮因素值确定对应的所述叶轮目标参数的叶轮目标值具体包括：

根据所述叶轮因素值建立叶轮参数化模型；所述叶轮参数化模型为叶轮流体模型和叶轮结构模型；

采用流体动力学分析软件对所述叶轮流体模型进行流场与温度场耦合分析获得第一表面温度载荷和第一压力载荷；将所述第一表面温度载荷传递给所述叶轮结构模型后进行温度场分析获得第一实体温度载荷；根据所述第一压力载荷与所述第一实体温度载荷进行结构变形有限元分析确定第一结构变形数据；

将所述第一结构变形数据通过网格重生成技术传递给所述叶轮流体模型后再次进行流场与温度场耦合分析获得第二表面温度载荷和第二压力载荷；将所述第二表面温度载荷传递给所述叶轮结构模型后进行温度场分析获得第二实体温度载荷；根据所述第二压力载荷与所述第二实体温度载荷进行结构变形有限元分析确定第二结构变形数据；

判断第一结构变形数据与第二结构变形数据之差是否小于第一设定值，如果是，则确定对应的所述叶轮目标参数的叶轮目标值，如果否，则将第二结构变形数据赋值给第一结构变形数据，重新确定第二结构变形数据；

根据多组所述叶轮因素值与对应的所述叶轮目标值建立代理模型；

根据所述代理模型确定最优叶轮值。

2.根据权利要求1所述的离心压气机叶轮的优化方法，其特征在于，所述采用试验设计法，根据所述叶轮因素参数确定叶轮因素值具体包括：

根据所述叶轮因素参数确定参数变化范围；

采用试验设计法，在所述参数变化范围内确定叶轮因素值。

3.根据权利要求1所述的离心压气机叶轮的优化方法，其特征在于，所述根据多组所述叶轮因素值与对应的所述叶轮目标值建立代理模型具体包括：

选取所述多组所述叶轮因素值与对应的所述叶轮目标值中的部分组数建立代理模型；

根据所述多组所述叶轮因素值与对应的所述叶轮目标值中剩余部分组数判断所述代理模型的精度是否已达第二设定值，如果是则确定最优叶轮值，否则重新确定叶轮因素值。

4.根据权利要求1所述的离心压气机叶轮的优化方法，其特征在于，所述根据所述代理模型确定最优叶轮值具体包括：

在所述代理模型基础上建立优化数学模型；

采用优化算法，根据所述优化数学模型确定最优叶轮值；所述最优叶轮值包括叶轮因素最优值、叶轮目标最优值。

5.根据权利要求1所述的离心压气机叶轮的优化方法，其特征在于，所述叶轮因素参数为叶片进口角、叶片出口角、叶顶间隙和叶片厚度、叶轮出口宽度、材料弹性模量、进口轮毂直径、进口叶片宽度、工作轮出口直径、叶片前缘倾角、叶片后弯角中任意两种或两种以上；

所述叶轮目标参数为效率、压比、应变、应力、固有频率中任意二种或两种以上；

所述试验设计法为正交设计方法、均匀设计方法、拉丁超立方设计方法中任意一种；

所述代理模型为克里金代理模型或多项式响应面代理模型。