[发明专利]一种船用湿汽轮机多工况的叶片除湿优化设计方法

权利要求书

1.一种船用湿汽轮机多工况的叶片除湿优化设计方法，其特征在于：所述优化设计方法如下：

步骤一：基于三次贝塞尔曲线将叶片的叶型参数化表示，确定汽轮机叶型除湿优化设计的设计变量、目标函数、约束条件；

步骤二：以初始叶型参数为中心点，每个设计变量取值范围满足步骤二的约束条件，采用拉丁超立方试验设计方法，建立叶型设计变量的样本矩阵X_P×n，样本矩阵X_P×n的列数为n个设计变量，样本矩阵X_P×n的行数为P组样本，样本矩阵每一行对应一个叶型；

步骤三：任一组设计变量确定一个叶型，根据叶型建立叶栅及流场模型，通过三维流场数值仿真计算方法计算湿蒸汽在叶片组成的叶栅内的流动特性，得到目标值样本矩阵Y_P×2＝[Y₁,Y₂]，该目标值样本矩阵Y的列数为2、行数为P；

步骤四：将设计变量的样本矩阵X_P×n和目标值样本矩阵Y_P×2作为基础数据，基于克里金近似模型建立叶片设计变量与目标函数的代理模型Ψ；

步骤五：任选满足步骤一约束条件的M组设计变量建立叶栅模型，通过三维流场数值仿真计算方法计算湿蒸汽在叶栅内的流动特性的M组目标函数值矩阵；

将这M组设计变量建立叶栅模型带入步骤四中的代理模型Ψ计算目标函数值矩阵，将通过三维流场数值仿真计算方法计算湿蒸汽在叶栅内的流动特性的M组目标函数值矩阵与代理模型Ψ计算的M组目标函数值矩阵进行一一对应比较，若代理模型满足计算精度要求，转至步骤六；否则，返回步骤二，增加样本点数，直至代理模型满足计算精度要求；

步骤六：通过多目标非支配遗传算法对构建的克里金代理模型Ψ进行寻优，根据步骤一中的约束条件直至得到最优目标函数Y_1best,Y_2best,和对应的叶型设计变量最优值，Y_1best为最优的工况一时的叶栅出口湿度，Y_1best为最优的工况二时的叶栅出口湿度。

2.根据权利要求1所述船用湿汽轮机多工况的叶片除湿优化设计方法，其特征在于：所述步骤一中，叶型参数包括8个叶型几何结构参数和4个贝塞尔曲线形状控制参数共12个参数，8个叶型几何结构参数为叶片宽度B、安装角γ、前缘圆弧半径r₁、后缘圆弧半径r₂、几何进汽角β₁、几何出汽角β₂、前缘契角后缘契角4个贝塞尔曲线形状控制参数为h(1)、h(2)、h(3)、h(4)，每一个参数对应一个叶型的设计变量；从12个参数中选取n个设计变量，其余12-n个参数为常量，n满足2≤n≤12。