基于本征正交分解的串列叶栅多目标气动优化研究

为提高压气机串列叶栅复杂气动构型优化设计的效率，本文基于本征正交分解(POD)理论，建立了集几何外形参数化、样本空间降维、气动性能求解、降维模型构建和遗传算法寻优于一体的串列叶栅高效优化设计系统，针对叶型型面和叶片相对位置关系参数，开展了多目标优化设计工作。在7°攻角工况下，优化后的串列叶栅的静压升提高了0.53%，总压损失系数下降了9.25%，其他攻角条件下叶栅性能同样也得到了改善。与传统CFD方法相比，极大提高了优化效率，与基于Kriging代理模型相比，本文发展的优化系统由于缩小了设计变量空间，提高了优化的迭代效率，收敛耗时仅为Kriging代理模型的0.0796%。此外，基于POD方法的优化设计系统具有更高的建模精度，使串列叶栅获得了更高的静压升和更低的总压损失系数。优化后的串列叶栅节距系数增大、弯角比减小，减小了掺混损失，抑制了流动分离，改善了全攻角范围内的气动性能。