题目：基于流道的总体多学科优化技术研究

近年来，多学科优化设计方法由于其先进性而被广泛地进行研究和应用探索，尤其是在航空发动机的设计优化上。相比于传统的串行分步式设计流程，基于多学科优化的航空发动机一体化设计技术能综合考虑发动机各学科间的耦合作用，通过运用多学科优化方法和算法有效地平衡各学科间的设计指标冲突，从而大大缩短设计周期，降低设计研制成本。

在航空发动机设计的三个阶段中，多学科优化技术在发动机初步设计阶段的应用最为关键。本文通过分析发动机总体设计流程，及实现总体多学科优化的可行性，建立航空发动机初步设计阶段总体多学科优化流程。初步设计阶段航空发动机总体多学科优化从总体方案设计出发，其基本优化流程划分为学科模块，主要包括气动流道设计，部件结构设计，关键结构强度计算、重量估算、转子动力学分析等模块，其中以航空发动机流道尺寸设计为基础。

初步设计阶段总体多学科优化流程基于发动机总体性能结果，从单级高压涡轮流道的多学科优化出发，逐步完成基于流道的高低压涡轮、核心机和整机多学科设计优化。其中高低压涡轮多学科优化内容为1+1对转涡轮，通过进行1+1对转涡轮气动流道尺寸计算及分析，建立了高低压涡轮转子参数化模型，并对关键结构进行了强度分析，最后将以上三个模块集成到iSIGHT优化平台进行以气动效率和涡轮转子质量为目标的多学科优化。在完成基于流道的高低压涡轮多学科优化后，逐步进行了高压压气机和风扇流道尺寸计算及转子结构建模，并通过高低压转子动力学分析对高低压转子临界转速进行估算，以确定最终的高低压转子支承系统结构形式。

本文通过以上工作，理清了总体方案优化关键技术，建立了发动机总体多学科优化的思路和框架，构建了航空发动机总体多学科优化的主要模块，实现了在总体性能计算基础下的基于流道的高低压涡轮、核心机及整机多学科设计与优化。