高壓比離心式壓氣機的案例
小型高速離心壓氣機設(shè)計
小型高速離心壓氣機設(shè)計
CAESES離心壓氣機葉輪優(yōu)化案例分享
案例——離心壓氣機
離心式壓氣機有體積小、單級增壓比高等特點，廣泛應(yīng)用于航空、船舶等領(lǐng)域的動力系統(tǒng)。葉輪是離心壓氣機的核心部分，是主要做功部件，其模型的變化對壓氣機性能有著關(guān)鍵的影響。我們選擇了一款現(xiàn)有的離心壓氣機葉輪模型，采用CAESES軟件結(jié)合CFD仿真工具，對其氣動性能進行優(yōu)化。該離心壓氣機主要性能參數(shù)及葉輪模型如下所示：
工作介質(zhì)
空氣
流量
0.8kg/s
轉(zhuǎn)速
100000r/min
該優(yōu)化案例的優(yōu)化目標為在轉(zhuǎn)速和流量保持不變的情況下，盡可能地提高效率和壓比
優(yōu)化流程
對離心壓氣機葉輪的性能進行優(yōu)化，首先需要控制其模型進行變化。CAESES提供了一個CAD環(huán)境，能夠高效的創(chuàng)建參數(shù)化模型并進行變形控制，方便靈活的生成多個不同的幾何模型。基于CAESES輸出的模型，可以在CFD軟件中構(gòu)建自動化網(wǎng)格劃分及仿真分析流程，并通過CAESES軟件進行調(diào)用，提取仿真分析得到的性能結(jié)果。最后，設(shè)置CAESES里的優(yōu)化算法，根據(jù)仿真分析的結(jié)果調(diào)整葉輪模型參數(shù)，對葉輪性能進行自動優(yōu)化。例如，CAESES結(jié)合CFX軟件進行優(yōu)化的典型流程如下：
模型的創(chuàng)建及變形控制
首先在CAESES軟件中構(gòu)建全參數(shù)化葉輪模型，關(guān)鍵步驟如下：
1. 首先定義葉輪子午流道型線及前尾緣位置；
2. 流道可采用樣條曲線，直線+圓弧等多種形式，可按照不同需求定義流道型線參數(shù)（此處采用直線+圓弧形式）；
3. 之后可按照θ（包角）或β（切向角）分布曲線來生成葉片中弧線；
4. 沿葉片高度方向生成多條中弧線，即可組合生成葉片中弧面；
5. 基于中弧面給定葉片厚度分布曲線，即可生成葉片表面；
6.
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