Optimització del disseny de les pales de la turbina

En el disseny tradicional de pales de turbina, generalment se segueix el procés següent: el departament de rendiment global determina primer els indicadors de rendiment que ha d'aconseguir la paleta i, després, el departament de disseny estructural dissenya la pala. Després de dissenyar la fulla que compleixi els requisits de rendiment aerodinàmic, es lliura al departament de càlcul de força per al càlcul de la vida útil de la vibració de la força. Si està qualificat, el disseny de la fulla arribarà a la seva fi. Si no està qualificat, el departament de disseny el redissenyarà i, a continuació, el departament de força el calcularà. Aquest cicle, fins que es compleixin els requisits, no només aquest disseny té un cicle llarg, sinó que també és difícil trobar l'òptim. forma de disseny de les fulles, que no compleix els requisits del desenvolupament modern del motor d'aviació.
Aquest article [2] proposa l'ús de l'optimització de disseny multidisciplinari (MDO) per al disseny de pales de turbina sòlida d'una sola etapa. MDO és una ciència interdisciplinària emergent i un producte del ràpid desenvolupament de la tecnologia aeroespacial. Fa 20 anys que MDO es va obrir com a nou camp de recerca. A la dècada de 1990, l'exploració i recerca activa en el camp de l'OMD es feien a nivell internacional, especialment als Estats Units, i cada any es publiquen un gran nombre de treballs de recerca relacionats amb aquest camp; Actualment, MDO és un dels camps més recents i actius en la recerca de mètodes de disseny d'avions a nivell internacional, però hi ha molt poca investigació i aplicació en el camp dels motors d'aviació. Per a les pales de la turbina del motor d'aviació, a causa del dur entorn de treball, no només suporten la força centrífuga de la rotació d'alta velocitat, sinó que també suporten les forces del camp de flux d'aire i el camp de temperatura. Per tant, la seva anàlisi implicarà múltiples disciplines com ara l'aerodinàmica, la transferència de calor, l'estructura, la força i la vibració. És un problema típic de disseny multidisciplinari, i és necessari utilitzar mètodes d'optimització de disseny multidisciplinaris per al disseny. El mètode d'optimització del disseny multidisciplinari pot considerar simultàniament la influència de diverses disciplines i utilitzar la tecnologia informàtica moderna per analitzar i comparar centenars o milers de solucions de disseny en poc temps, eliminar la majoria de solucions no òptimes per endavant i apropar-se a la solució òptima global. de múltiples disciplines pas a pas, millorant així eficaçment la qualitat del disseny i accelerant molt el progrés del disseny.