基于伴随方法的跨声速涡轮导叶尾缘形状优化：采用大涡模拟
流体动力学
2020-11-30 v2
摘要
燃气涡轮导向叶片尾缘的形状对下游滞止压力损失以及叶片表面的传热具有显著影响。传统上，针对涡轮机械部件的基于伴随的设计优化方法多采用雷诺平均纳维-斯托克斯方程等低精度模拟。为可靠捕捉涡轮叶片湍流中涉及的复杂流动现象，需要大涡模拟（LES）等高精度模拟。本文采用基于伴随的尾缘形状优化并结合 LES，以降低叶片表面的压力损失与传热。湍流的混沌动力学限制了伴随方法对由 LES 计算得到的长时间平均目标函数的有效性。本文采用黏性稳定的非定常伴随方法，以合理精度获取设计目标函数的梯度。利用基于贝叶斯优化的梯度，稳健地处理目标函数与梯度评估中的噪声。尾缘形状通过 个凸设计的线性组合进行参数化。在超级计算机 Mira 上完成的优化结果，与采用无导数设计优化求解同一问题所得的最优设计进行了比较。
引用
@article{arxiv.2011.06744,
title = {Adjoint-based trailing edge shape optimization of a transonic turbine vane using large eddy simulations},
author = {Chaitanya Talnikar and Qiqi Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.06744},
year = {2020}
}