内燃机工程

作者：侯康,田红艳,佟鼎

单位：河北工业大学 机械工程学院,天津300401,河北工业大学 机械工程学院,天津300401,中国北方发动机研究所 柴油机增压技术重点实验室,天津300400

关键词：子午流道,叶轮优化,离心压气机,多目标优化,燃料电池,

基金：国家自然科学基金项目（12102123）；河北省自然科学基金项目（A2021202014）

以某前/尾缘组合掠型低比转速离心压气机叶轮为研究对象，选取叶轮子午流道型线控制点坐标作为优化变量，结合拉丁超立方试验设计方法构建样本数据库。通过样本数据的训练，建立探索优化变量与气动性能之间非线性关系的Kriging预测模型。基于预测模型，采用SPEA–Ⅱ多目标优化算法进行多变量寻优，以实现设计工况和非设计工况下等熵效率最大化，并对叶轮流场进行整级计算和分析。优化结果表明：设计工况和非设计工况下，压气机等熵效率分别提高了2.69和0.45个百分点；整级压比在大流量工况有所提升，而在小流量工况略有降低；堵塞流量增大，稳定运行范围拓宽。从叶轮流场可以看出，优化后叶轮子午流道前段曲率减小，流道间隙泄漏和流动分离受到抑制；后端流道高度降低，流道扩压度减小，增加了出口处气流速度，低速流团的流动损失降低。

来源：2023年第2期

《内燃机工程》期刊编辑部

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