《表1 原始叶型与正问题解的叶栅气动性能比较》

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《叶栅叶型正反设计的伴随优化方法》

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分别采用6次Bezier曲线对原始叶型压力面和吸力面进行拟合，选取Bezier曲线控制顶点的10个纵坐标为设计变量。在优化过程中，为避免叶片几何型线不合理现象并约束叶片厚度，控制吸力面和压力面的第2、第6个Bezier控制点的变化范围在±5%以内，其他控制点的变化范围在±15%以内；为保证叶栅做功能力以及叶型几何在前缘的一阶连续，固定叶片前尾缘不动，吸力面的第2个和第6个Bezier控制点分别限制在S1S2及S6S7两条线上移动，压力面的第2个和第6个Bezier控制点分别限制在P1P2及P6P7两条线上移动，如图1所示。经过9个优化迭代步之后，计算收敛。为评估正问题优化设计结果，分别通过表1和图2给出了优化前后叶栅总压损失系数和叶栅流场叶片尾缘速度矢量的局部放大图。由表1可知，叶栅总压损失系数下降至0.002 32，相比于优化前的0.002 46，下降约5.69%。由图2可知，优化前叶栅流道在叶片尾缘附近存在着明显的流动分离，而优化后流动分离得到有效抑制，流动损失降低，叶栅气动性能得到改善。