徐永祥博士生离心压气机型谱三维优化设计论文发表在AST
发布时间：2026-07-13
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- 发布时间：
- 2026-07-13
- 文章标题：
- 徐永祥博士生离心压气机型谱三维优化设计论文发表在AST
- 摘要：
- 离心压气机家族长相相近，一半以上的三维CFD样本在磨洋工。借鉴中国传统家庭教育理念，通过教育老大，优化老二老三老四，显然具有事半功倍的效果。
- 内容：
Xu YX, Ju YP, Spence S, Zhang XW, Li Z, Zhang CH, A blade loading-driven multi-task optimization approach for a family of centrifugal compressors, Aerospace Science and Technology, 2026.
背景：离心压气机家族母型级的三维气动优化设计是综合性能提升的关键。现有的三维气动优化设计研究大多围绕单任务优化（STO）开展，在面对由多个级组成的压气机家族产品线时，传统方法通常是依次对各个母型级进行重复的串行优化设计。这种模式耗费了大量的计算资源与时间成本，显著延长了产品的研发周期。采用几何裁剪设计技术能在一定程度上提高设计效率，但较为依赖设计人员经验，难以保证每个单独母型级都能达到全局最优性能。
贡献：将多任务优化（MTO）概念引入透平机械气动设计领域，提出了一种基于叶片载荷相似度驱动的离心压气机家族并行优化设计方法。该方法采用多因子演化算法（MFEA），利用母型级之间的几何与气动相似性，在单一种群中实现了寻优方向信息的多任务隐式共享；在此基础上，将叶片载荷分布相似度作为物理引导准则，基于线性化领域自适应（LDA）方法提出了物理驱动的优化加速策略。对流量系数范围 0.03~0.11 的 4 个离心压气机母型级气动优化结果表明，相比传统单任务优化，在不消耗额外计算资源的前提下，MFEA将优化收敛速度提升了 56.1%，叶片载荷相似度驱动的 LDA-MFEA 方法进一步将加速效果提升到 67.9%，4 个母型级的设计点等熵效率平均提升了 1.7%。