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Optimización Aerodinámica e Investigación de Mecanismos en Mejoras de Rendimiento en una Cascada de Compresor Transónico

Autores: Meng, Fanjie; Gong, Chaoxuan; Li, Kunhang; Xiong, Jin; Li, Jingyin; Guo, Penghua

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Optimización Aerodinámica e Investigación de Mecanismos en Mejoras de Rendimiento en una Cascada de Compresor Transónico


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Cascada de compresores transónicos
Rendimiento aerodinámico
Método de parametrización de palas
Algoritmo genético basado en un modelo de Kriging
Coeficiente de pérdida de presión total
Rango de trabajo

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 18

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En este artículo, se optimizó una cascada de compresores transónicos para mejorar su rendimiento aerodinámico. Se propuso un nuevo método de parametrización de palas con 16 variables de control para ajustar las formas del lado de succión y del lado de presión, así como el borde de ataque. Luego, se utilizó un algoritmo genético basado en un modelo de Kriging para optimizar el rendimiento de la cascada transónica. El algoritmo de optimización es efectivo para reducir la pérdida total de presión mientras se amplía el rango de trabajo de la cascada. Los resultados muestran que el coeficiente de pérdida total de presión podría reducirse en un 11% en el mejor ángulo de flujo y el rango de trabajo podría ampliarse en un 6.9% para la cascada optimizada en simulaciones bidimensionales. Resultados de mejora similares también se podrían obtener en las simulaciones de sus casos de cascada lineal. Análisis detallados muestran que las posiciones de grosor máximo relativo de las palas optimizadas se desplazan hacia adelante aproximadamente un 10% hacia el borde de ataque, y los radios de curvatura de la mitad frontal de las superficies de succión y presión aumentan, en comparación con la pala inicial. Esto hace que la mitad frontal de las palas optimizadas se asemeje más a una cuña. En consecuencia, la intensidad del choque en el paso se reduce y el choque cambia de un choque normal de paso a un choque oblicuo. La disminución de la intensidad del choque conduce a la desaparición de la separación de flujo causada por la interacción de la capa límite de choque en las superficies de succión de las palas optimizadas, y resulta en un estrechamiento del ancho del estela en la sección de salida.

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