考虑混合不确定性的转子临界转速的灵敏度快速计算方法

摘要

[目的]为了实现转子系统中存在不确定性时各变量对临界转速影响程度的快速求解，提出一种考虑混合不确定性的全局灵敏度快速计算方法.[方法]采用概率盒表征输入参数的混合不确定性；再将混沌多项式展开(polynomial chaos expansion, PCE)与切比雪夫(Chebyshev)区间法相结合，分别用于处理随机和认知不确定性；最后通过不确定性传递求解Sobol灵敏度指标的上下界实现全局灵敏度分析.建立某动力涡轮模拟转子的有限元模型，以系统参数对其临界转速的灵敏度分析为例，对所提出方法进行验证，并与传统的双层蒙特卡洛采样法(Monte Carlo sampling, MCS)进行对比.[结果]在计算精度相当的情况下，与双层MCS相比，本文所提方法计算时间减少了98.63%,显著提高了灵敏度分析的效率.[结论]该方法可快速获得考虑混合不确定性情况下与转子临界转速有关参数的重要性排序.

关键词

临界转速 / 混合不确定性 / 多项式混沌展开 / 切比雪夫区间法 / 全局灵敏度 / Sobol指标