题目：先进涡轮气动设计技术研究

先进的涡轮动力系统对叶轮机械气动性能的要求不断提高，叶轮机械向着大功率、高效率发展，必然对装置的气动性能提出更高的要求，不断发展和完善的设计方法及工具是完成日益苛刻的设计要求的重要保证。本文以中弧线叠加厚度分布的造型思路设计了一系列叶型分析、造型程序，在实际科研工作中验证了造型工具的可用性。气动数值优化设计在现代设计体系中发挥着越来越重要的作用。本文以遗传算法设计了叶型优化设计平台，并验证了叶型气动优化平台的可用性。

叶型造型主要有两种思路：直接对叶型吸力面压力面型线进行造型；构造叶型的中弧线厚度分布，进而间接得到叶型型线。为了使叶型造型过程更能反映流道中气体流动物理过程，叶型造型采用先造型中弧线、厚度分布曲线，再间接得到叶型型线的思路。在本文设计的造型程序中曲线选择为造型灵活、适合用计算机表达的Bezier曲线及B样条曲线。作为造型程序的基础及分析叶型的工具，本文设计了已知叶型吸力面、压力面型线计算得到叶型中弧线、厚度分布的程序及已知叶型中弧线、厚度分布计算得到叶型吸力面、压力面型线的程序。在以上程序的基础上设计了平面叶型的交互造型程序。为了得到更灵活的叶型，设计了能够在任意回转面进行叶型造型的交互造型程序。在本课题组的研究中利用这组造型程序对一些叶型进行了改型取得了理想的效果，验证了本组叶型造型程序的可用性。

优化设计系统分为三个模块：参数化方法、流场评价和寻优算法。参数化方法采用一种12参数参数化中弧线、厚度分布的方法。流场计算模块通过NUMECA的命令行接口调用NUMECA完成网格制作、流场求解、后处理操作。寻优算法选择遗传算法。优化设计系统耗时主要在CFD计算中，优化设计系统实现了同代不同个体CFD计算的并行执行，大大提高了优化系统的效率。最后针对一已知叶型的静压分布为目标进行优化，得到了理想的结果验证了气动优化系统的可用性。