A fluid–structure analysis approach and its application in the uncertainty-based multidisciplinary design and optimization for blades
A fluid–structure analysis approach and its application in the uncertainty-based multidisciplinary design and optimization for blades
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流固分析方法及其在基于不确定性的叶片多学科设计与优化中的应用
DOI：
10.1177/1687814018783410
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发表时间：
2018-06
影响因子：
2.1
通讯作者：
Ran Ding
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Debiao Meng;Miao Liu;Shunqi Yang;Hua Zhang;Ran Ding
在实际工程中，叶片形状的选择在涡轮机的设计过程中至关重要。这是因为叶片的形状不仅决定了涡轮机的结构稳定性，而且决定了其气动性能。叶片设计是一个典型的多学科设计优化问题，涉及多个学科。本文提出了一种流固耦合分析方法，以展示多学科设计优化在工程中的应用。在此基础上，提出了基于不确定性的多学科流固耦合设计优化策略，以提高涡轮机叶片的可靠性和安全性。在基于不确定性的流固耦合多学科设计优化中，引入试验设计技术构造响应面。设计结果表明，采用该方案后，涡轮的绝热效率提高，等效应力降低，从而使涡轮机获得更好的性能。
In practical engineering, the choice of blade shape is crucial in the design process of turbine. It is because not only the structural stability but also the aerodynamic performance of turbine depends on the shape of blades. Generally, the design of blades is a typical multidisciplinary design optimization problem which includes many different disciplines. In this study, a fluid–structure coupling analysis approach is proposed to show the application of multidisciplinary design optimization in engineering. Furthermore, a strategy of uncertainty-based multidisciplinary design optimization using fluid–structure coupling analysis is proposed to enhance the reliability and safety of blades in turbine. The design of experiment technique is also introduced to construct response surface during uncertainty-based multidisciplinary design optimization using fluid–structure coupling analysis. The design solution shows that the adiabatic efficiency is increased and the equivalent stress is decreased, which means that better performance of the turbine can be obtained.
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发表时间：
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期刊：
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--
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