Optimisation de la conception des pales de turbine

Dans la conception traditionnelle des aubes de turbine, le processus suivant est généralement suivi : le service de performance globale détermine d'abord les indicateurs de performance que l'aube doit atteindre, puis le service de conception structurelle conçoit l'aube. Après avoir conçu la pale qui répond aux exigences de performances aérodynamiques, elle est remise au service de calcul de résistance pour le calcul de la durée de vie de la résistance aux vibrations. S'il est qualifié, la conception de la lame prendra fin. S'il n'est pas qualifié, le service de conception le redessinera, puis le service de résistance le calculera. Ce cycle, jusqu'à ce que les exigences soient satisfaites, non seulement cette conception a un cycle long, mais il est également difficile de trouver le optimal forme de conception des pales, qui ne répond pas aux exigences du développement des moteurs d'aviation modernes.
Cet article [2] propose l'utilisation de l'optimisation de conception multidisciplinaire (MDO) pour la conception d'aubes de turbines solides à un seul étage. Le MDO est une science interdisciplinaire émergente et le produit du développement rapide de la technologie aérospatiale. Cela fait 20 ans que le MDO est devenu un nouveau domaine de recherche. Dans les années 1990, une exploration et des recherches actives dans le domaine du MDO ont été menées à l'échelle internationale, notamment aux États-Unis, et un grand nombre d'articles de recherche liés à ce domaine sont publiés chaque année ; Actuellement, le MDO est l'un des domaines les plus récents et les plus actifs dans la recherche sur les méthodes de conception d'avions au niveau international, mais il existe très peu de recherche et d'applications dans le domaine des moteurs d'aviation. Pour les aubes de turbine de moteur d'aviation, en raison de l'environnement de travail difficile, elles supportent non seulement la force centrifuge de rotation à grande vitesse, mais supportent également les forces du champ d'écoulement du flux d'air et du champ de température. Par conséquent, leur analyse impliquera plusieurs disciplines telles que l'aérodynamique, le transfert de chaleur, la structure, la résistance et les vibrations. Il s'agit d'un problème de conception multidisciplinaire typique et il est nécessaire d'utiliser des méthodes d'optimisation de conception multidisciplinaires pour la conception. La méthode multidisciplinaire d'optimisation de la conception peut simultanément prendre en compte l'influence de diverses disciplines et utiliser la technologie informatique moderne pour analyser et comparer des centaines ou des milliers de solutions de conception en peu de temps, éliminer à l'avance la majorité des solutions non optimales et s'approcher de la solution optimale globale. de plusieurs disciplines étape par étape, améliorant ainsi efficacement la qualité de la conception et accélérant considérablement les progrès de la conception.