涡轮过渡段的气动性能对涡轮部件乃至整个发动机的性能都有重要影响,国外历来重视对涡轮过渡段的研究,还制定了如AITEB-2、AIDA等专门的研究计划。
根据结构形式的不同,涡轮过渡段可分为普通过渡段和一体化过渡段。普通过渡段即扩张流道+支板叶片。一体化过渡段是为了进一步提高涡轮部件的气动性能,同时降低其尺寸和质量,采用过渡段与下游涡轮静子一体化的结构来代替单独的过渡段和下游涡轮静子。相对于普通过渡段,一体化过渡段的气动性能对于整个涡轮部件气动性能的影响更大,其设计难度也更大。并且在一体化过渡段的早期设计阶段,其气动性能通常很难达到性能指标要求,需要在后期进行优化改进。
随着三维CFD技术的持续发展,包括神经网络与遗传算法等在内的智能算法应用的日益广泛,以及计算机工具能力的日益强大,将三维CFD与智能算法相结合的优化技术已逐渐应用于涡轮机械的优化设计领域,并取得不错效果。然而,对于一体化过渡段,由于其几何与流动特征的复杂性,目前针对性的设计优化研究还很少见。
本期《基于三维CFD与智能算法的一体化涡轮过渡段气动优化》一文,以发动机的一体化涡轮过渡段为研究对象,对基于三维CFD与智能算法的一体化涡轮过渡段的气动性能优化技术开展了研究,为掌握一体化涡轮过渡段气动优化中的关键技术具有重要的指导意义。