[发明专利]考虑马赫数的压气机叶型多工况稳健性设计优化方法

权利要求书

1.一种考虑马赫数的压气机叶型多工况稳健性设计优化方法，其特征在于，包括：

利用所述叶型的设计参数和来流工况参数作为变量建立设计样本空间；

在所述设计样本空间中选取多个设计样本点，每个所述设计样本点均包括设计参数和来流工况参数；

根据各所述设计样本点的设计参数，结合叶型生成方法，生成各所述设计样本点对应的叶型；

根据所述来流工况参数对所述叶型进行数值计算，以获得所述叶型在不同来流攻角下的损失系数；

根据所述损失系数和所述来流工况参数，构建所述叶型的权重函数和目标函数；

根据各所述叶型对应的设计参数和对应的目标函数值，建立近似代理模型，采用优化算法并进行寻优计算，以获得最优的叶型；

其中，所述来流工况参数包括所述叶型的来流攻角和马赫数。

2.根据权利要求1所述的考虑马赫数的压气机叶型多工况稳健性设计优化方法，其特征在于，所述利用所述叶型的设计参数和来流工况参数作为变量建立设计样本空间，包括：

选取所述叶型的设计参数和来流工况参数作为变量，并为所述设计参数和所述来流工况参数设定取值范围，以形成设计空间；

使用DOE试验设计方法在所述设计空间中对不同的所述设计参数和不同的所述来流工况参数进行处理，以形成多个设计样本点；

将多个所述设计样本点进行汇总，以形成所述设计样本空间。

3.根据权利要求2所述的考虑马赫数的压气机叶型多工况稳健性设计优化方法，其特征在于，所述使用DOE试验设计方法在所述设计空间中对不同的所述设计参数和不同的所述来流工况参数进行处理，以形成多个设计样本点，包括：

将所述设计空间中的不同的所述设计参数和不同的所述来流工况参数作为DOE试验设计方法的输入变量；

利用所述DOE试验设计方法对所述输入变量进行处理，以形成多个设计样本点。

4.根据权利要求1所述的考虑马赫数的压气机叶型多工况稳健性设计优化方法，其特征在于，所述根据所述来流工况参数对所述叶型进行数值计算，以获得所述叶型在不同来流攻角下的损失系数，包括：

根据所述叶型的入口总压、出口总压和入口动压，对不同来流攻角下的叶型进行数值模拟，以获得所述叶型在不同来流攻角下的损失系数。

5.根据权利要求1所述的考虑马赫数的压气机叶型多工况稳健性设计优化方法，其特征在于，所述根据所述损失系数和所述来流工况参数，构建所述叶型的权重函数和目标函数，包括：

将所述叶型的来流攻角和马赫数设置为变量，构建所述叶型的权重函数；

将所述权重函数与所述损失系数进行乘积，以构成所述叶型的目标函数。

6.根据权利要求5所述的考虑马赫数的压气机叶型多工况稳健性设计优化方法，其特征在于，所述权重函数为：

其中，c(Ma,i)为以马赫数和来流攻角为变量的权重系数；Ma为马赫数；i为来流攻角；Ma为马赫数；Ma₀为设计马赫数。

7.根据权利要求6所述的考虑马赫数的压气机叶型多工况稳健性设计优化方法，其特征在于，所述目标函数为：

f＝cω，

其中，f为目标函数；c为所述权重函数；ω为所述损失系数。

8.根据权利要求5所述的考虑马赫数的压气机叶型多工况稳健性设计优化方法，其特征在于，所述根据各所述叶型对应的设计参数和对应的目标函数值，建立近似代理模型，采用优化算法并进行寻优计算，以获得最优的叶型，包括：

将各所述叶型对应来流攻角、马赫数和不同来流攻角下的损失系数代入所述目标函数，以获得各所述叶型对应的目标函数值；

根据各所述叶型对应的设计参数和目标函数值，建立近似代理模型；

根据所述近似代理模型，采用优化算法通过寻优计算，以获得最优的叶型。

9.根据权利要求8所述的考虑马赫数的压气机叶型多工况稳健性设计优化方法，其特征在于，所述优化算法为多岛遗传算法。

10.一种叶片，其特征在于，所述叶片通过上述权利要求1～9任意一项所述的考虑马赫数的压气机叶型多工况稳健性设计优化方法中获得的最优的叶型设计。