管网耦合计算在涡轮气冷叶片优化中的应用

通过由外至内逐步建立控制参数,实现了基于叶型的气冷涡轮叶片参数化设计,在快速更新结构特征,生成实体模型的基础上,创建了复合冷却系统。不同的通流单元以串并联方式模化成为复杂的网络拓扑结构。应用一维流动理论,编写管网程序计算沿流路的流量、换热量、压力损失、温度等参数。内部单元的这些参数作为耦合计算的内边界条件,通过插值传递至外流场计算程序HIT-3D,实现全流域流热耦合分析计算。参考引用文献里的算例,对管网计算程序和耦合算法的有效性进行验证后,在改型设计计算基础上,借助i SIGHT-FD,建立优化平台。通过MIGA寻优机制,达到了提高冷却效率的目标,有效地降低了热负荷。该研究工作对于快速展开冷却结构设计具有一定的指导意义。