热能动力工程

作者：屈 彬，房书豪，罗 磊，宋友富

单位：中国航发湖南动力机械研究所，湖南 株洲 412002,,哈尔滨工业大学 能源科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001,,哈尔滨工业大学 能源科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001,,中国航发湖南动力机械研究所，湖南 株洲 412002,

关键词：局部进气涡轮;拉法尔喷管;数值模拟;优化设计

基金：黑龙江省科学基金-优秀青年基金（HSF20210056）；国家科技重大专项(J2019Ⅳ00080076)

为了解决高速机载涡轮发电系统效率较低的问题，通过一维计算和三维数值模拟相结合的方法，对以拉法尔喷管作为静叶、三维叶片作为动叶的局部进气跨声速涡轮级进行了研究。在对原型涡轮级流场分析后，通过ISIGHT优化软件集成NX，NUMECA和ANSYS等模块，采用多岛遗传算法，以喷管扩张角、扩张部分长度、周向排布角度以及动叶叶片进口几何角、出口几何角和轴向弦长作为优化变量对涡轮级进行了优化设计。最终得到给定设计工况下的最优几何参数。优化结果表明：优化得到的涡轮级功率达到了74 530 W，效率达到了79.60%，较原型提升了5.1%。

来源：2023年第6期

《热能动力工程》期刊编辑部

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