融合多源数据挖掘信息的非轴对称端壁/叶身联合成型设计空间知识挖掘

郭振东; 王杰; 陈云; 蒋首民; 宋立明; 李军

西安交通大学学报 ›› 2024, Vol. 58 ›› Issue (1) : 30 -41.

郭振东, 王杰, 陈云, 蒋首民, 宋立明, 李军

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摘要

为厘清联合成型设计空间各造型方法对涡轮叶栅性能提升的贡献，将基于总变差分析的全局敏感性分析方法与平行坐标系及直方图、散点图等可视化技术相结合，提出了将多源数据挖掘信息进行融合的设计空间知识挖掘框架，并利用该框架对某小展弦比叶栅端壁/叶身联合成型设计空间进行知识挖掘。结果表明：叶栅气动损失增减对基元型线微调十分敏感；非轴对称端壁所带来的损失减少量与型线微调接近，但设计空间内不同非轴对称端壁样本性能波动较小，导致其重要性被全局敏感性分析方法低估；虽然单独采用弯叶片难以整体降低小展弦比叶栅损失，但将弯、型线微调和非轴对称端壁造型相结合可获得“1+1+1>3”的性能增益；在端壁/叶身联合成型设计空间内，将基元型线朝着后加载方向微调，并采用喉部附近下凹较深的非轴对称端壁造型及反弯叶片设计，可获得气动损失较小的叶栅设计。研究结果明晰了端壁/叶身联合成型设计空间优化解特征，可为类似小展弦比叶栅设计优化提供借鉴。