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本研究團隊曾針對不同葉片數的旋轉空化器開展研究，例如，曾針對四葉片楔形葉片旋轉空化器進行數值仿真，并研究了減速板對旋轉空化器的作用[9-10]；針對雙葉片空化器的核心部件—楔形葉片進行改型設計，通過對比 2 種改型葉片和原型葉片的性能，從空化器形成的空泡尺寸和空化強度的角度出發，確定了優化性能的改良方案[11]。

本文介紹了使用AI神經網絡進行旋轉機械葉片設計、仿真和優化的方法。通過建立神經網絡模型，實現了對葉片性能的準確預測和優化。本文的研究結果表明，AI神經網絡能夠有效地應用于旋轉機械葉片的設計、仿真和優化過程，并可提高葉片的性能和效率。旋轉機械葉片是各種動力設備的關鍵部件，如航空發動機、燃氣輪機、壓縮機等。這些設備的性能和效率往往受到旋轉機械葉片的設計和性能的影響。

葉片為靜止導葉，內部帶有兩彎三通道的冷卻冷卻結構，前緣通道布置了擾流肋，尾緣通道有圓形的擾流柱，冷氣僅從上緣板的排出，冷氣與燃氣不摻混。計算模型為分為三個域，分別是燃氣、冷氣和固體葉片。葉片和燃氣域兩側均為旋轉周期面。

本案例主要介紹了基于Ansys專門優化軟件optiSLang、旋轉機械氣動仿真軟件CFX和結構仿真軟件Mechanical對某軸流風扇葉片進行參數化優化的過程；優化目標為在固定轉速和背壓條件下，盡可能增大風扇流量并保證風扇的最大應力不超過限定值。

幾何切割與旋轉操作。平面切割：選擇選項卡中的切割工具，以塔筒底部或葉片根部為參考平面進行切割，斷開幾何體的連接。此步驟確保后續旋轉操作僅作用于葉片部分。通過“Move”工具中的“Rotate”功能調整葉片至停機狀態（一個葉片朝下）。該軟件需要單獨學習操作的，可以關注作者的其他課程。

4 考慮預應力和旋轉軟化在真實狀況下葉輪是運動的，由于離心力和氣動載荷 的影響,葉輪產生拉伸變形，模態有可能與靜止狀況有很大不同，所以必須予以考 慮。影響旋轉件頻率變化的一種原因是由于離心力對葉片運動產生的預應力的影 響，造成了葉輪剛度的增大，使運行狀況下模態頻率升高。另一種原因：旋轉軟化,旋轉軟化使模態頻率降低。

1.3 噪聲頻譜特征1.3.1 旋轉的離散噪聲旋轉噪聲是由于葉片周期性旋轉時拍打流體，引起周圍流體相互沖擊形成壓力脈動而產生的，同時葉片的壓力面和吸力面的壓差產生的噪聲也稱為旋轉噪聲。

，其他部分流體域采用另外一個坐標系； ?實際情況是葉片通過旋轉來帶動靜止的水，本案例采用的是流體域旋轉但葉片相對靜止的方式進行近似的穩態計算求解，需要特別注意旋轉部分流體域和葉片的設置； ?此外，需要注意的是，在前處理時，各部分流體域在交界位置是非正則的，需要采用Interface進行數據交互，如果在前處理時就將各部分流體域在交界位置處理成正則的(即各流體域在交界位置共節點

四、Fluent旋轉機械更新 Turbo Workflow (TWF)葉輪機專用前處理幫助用戶更快完成旋轉機械仿真的前處理設置和監控測點設置；減少用戶重復輸入的操作和錯誤操作的可能；對操作樹可進行編輯和撤回操作。葉片轉靜交界面更新可以同時處理多級的旋轉機械葉片，適用于航發/燃機等多級旋轉機械產品。

對于發動機來說，通常定義曲軸旋轉對應的頻率為基頻，即1階，基頻的n 倍噪聲被稱為n 階噪聲，如下圖：例如帶有6個葉片的風扇，轉速為1500RPM，主軸頻率為1500rpm/60=25Hz，葉片旋轉通過頻率為25Hz*6=150Hz，葉片的通過階次為6，即旋轉軸每轉一圈，將有6個葉片通過，則葉片的通過階次是6階。

失速現象一般首先發生在葉輪處，當離心式或軸流式壓縮機的操作工況發生變動時，氣流會在葉片的凹面附近形成氣流漩渦，氣流漩渦的聚集會阻礙通道內的氣流流通，減少通道內的有效流通面積，形成氣流堵塞團，不但會使發動機性能（推力、經濟性）大為惡化，限制發動機的工作范圍，更嚴重的可能會引起發動機突然熄火，或引起壓氣機葉片劇烈振動以致葉片斷裂而造成整臺發動機的損壞。

，其他部分流體域采用另外一個坐標系； ?實際情況是葉片通過旋轉來帶動靜止的水，本案例采用的是流體域旋轉但葉片相對靜止的方式進行近似的穩態計算求解，需要特別注意旋轉部分流體域和葉片的設置； ?此外，需要注意的是，在前處理時，各部分流體域在交界位置是非正則的，需要采用Interface進行數據交互，如果在前處理時就將各部分流體域在交界位置處理成正則的(即各流體域在交界位置共節點

1.計算模型介紹 本文選用的模型為官方教程的旋轉水輪風扇模型，模型主要由兩部分組成，分別為實現旋轉的旋轉區域以及非旋轉的靜止區域，其中靜止區域設置有入口以及出口，液體從模型上方的入口流入，經水輪葉片的帶動后，液體從出口流出。水輪葉片圍繞旋轉軸進行轉動，其中水輪葉片共12片。

選擇轉子區域的Frame motion選項，激活該區域的動參考系模型，使得轉子區域成為動網格區域，將葉輪的中心位置設為旋轉中心，轉速設為1700r/min。進口的表面設置為速度入口，根據流量（Q=5L/min）和進口半徑（r=5mm）計算得到進口的流體速度v=1.06m/s；出口的表面設置為壓力出口，葉輪的表面設置為旋轉壁面。

失速現象一般首先發生在葉輪處，當離心式或軸流式壓縮機的操作工況發生變動時，氣流會在葉片的凹面附近形成氣流漩渦，氣流漩渦的聚集會阻礙通道內的氣流流通，減少通道內的有效流通面積，形成氣流堵塞團，不但會使發動機性能（推力、經濟性）大為惡化，限制發動機的工作范圍，更嚴重的可能會引起發動機突然熄火，或引起壓氣機葉片劇烈振動以致葉片斷裂而造成整臺發動機的損壞。

風力發電是當前廣泛運用的清潔能源發電方式之一，風力發電主要利用風力帶動風車葉片旋轉，再通過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。目前最長的風車葉片尺寸已經達到了130米，超長的葉片給運輸帶來了巨大的難題：如何將100米長的葉片牢牢固定在運輸卡車上？為了解決運輸難題，人們設計出了一款用于固定風車葉片的工裝。

目前，國內外對通風機氣動噪聲的研究大多集中于機殼和葉片結構 。尤其是對通風機葉片結構的研究認為旋轉槳葉的噪聲一般由葉片自身旋轉引起的離散噪聲即單極子聲源，剛和葉片表面紊流壓力脈動引起的頻率連續分布的寬頻噪聲即偶極子聲源組成，由于渦流脫落也會導致四極子聲源的產生 。

參考溫度保持在22°C，溫度載荷施加在葉片（BF）上： 在旋轉頻率為534.76 Hz的EO=2發動機階次激勵下，產生了非穩態流動壓力（從ANSYS CFX導入）。然后通過映射處理器（/MAP）將壓力數據映射到機械APDL中的結構轉子風扇葉片模型。

1 旋轉機械行業概述、趨勢及挑戰1.1 旋轉機械行業應用1.2 旋轉機械行業面臨挑戰1.3 旋轉機械仿真發展趨勢及挑戰2 Ansys整套旋轉機械設計與仿真分析方案2.1 Ansys Turbo system分析流程2.2 1D/2D/3D設計工具：Vista、TF、BladeGen2.3 CAD模型前處理工具：BladeEditor2.4 自動網格生成工具