[发明专利]一种基于涡流发生器的端壁横向二次流控制方法

摘要

本发明一种基于涡流发生器的端壁横向二次流控制方法，属于机械装置及运输技术领域。首先，使用涡流发生器经验统计模型来仿真其对流场的影响，从而避免了刻画涡流发生器复杂网格的生成工作；其次，使用响应面优化算法对通道内的涡流发生器施加方案进行全局寻优；最后，采用生成真实几何网格的方法对设计结果进行确认。本发明通过将涡流发生器施加于叶片通道端壁，使主流区高能流体与附面层低能流体相互作用，增加附面层低能流体的动能，从而增强附面层抵抗压力梯度的能力，减弱通道内横向二次流的强度。

主权项

一种基于涡流发生器的端壁横向二次流控制方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1，对光滑叶片通道生成适宜的网格，取端壁网格作为端壁的位置离散化参数空间，并输出涡流发生器设计参数的取值范围；步骤2，基于拉丁超立方采样在步骤1输出的涡流发生器设计参数的取值范围内对涡流发生器设计参数进行采样处理，得到涡流发生器设计参数的样本点；步骤3，根据步骤2采样处理得到的涡流发生器设计参数的样本点，采用涡流发生器经验统计模型在相应的网格点处施加源项，并对涡流发生器经验统计模型进行CFD仿真，得出样本点流场结果；步骤4，分析计算得到的步骤3样本点流场结果，提取相应的流场目标函数，并采用克里金模型构建目标函数的响应面；步骤5，通过遗传算法对步骤4构成的响应面进行全局优化，得到涡流发生器的最优布置；步骤6，对步骤5生成的涡流发生器的最优布置进行几何实体建模，通过CFD仿真对其流场性能进行确认，并根据流场性能是否符合要求决定跳至步骤7还是步骤2；步骤7，将涡流发生器的最优布置应用于叶轮机中，实验验证涡流发生器方案的气动效果；至此，从步骤1到步骤7，完成了一种基于涡流发生器的端壁横向二次流控制方法。