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题目:旋流杯参数化研究方案的优选及验证

关键词:旋流杯; 点火; 熄火; 近似模型; 多目标优选

  摘要


旋流杯式空气雾化喷嘴,在燃气轮机燃烧室领域被广泛采用,其关键设计参数直接影响着燃烧室的性能,因而直接影响着整个发动机的使用性能和安全性能。为研究旋流杯关键参数对燃烧室点火、熄火两大性能的影响情况,并挑选出使得燃烧室各不同工况下点火、熄火性能综合最优的旋流杯关键参数搭配形式,本文同时考虑4个燃烧室点火、熄火性能、针对6个旋流杯关键设计参数,采用参数优化软件Isight 5.7软件对旋流杯的14个参数试验方案在不同压降下的试验结果进行了多目标优选工作。

优选过程中,采用RBF神经网络模型对样本数据进行了近似建模工作,得到了6个旋流杯关键设计参数的改变对4个燃烧室点火、熄火性能的影响的近似模型,并运用该近似模型分析得到了燃烧室点火、熄火性能随单个旋流杯设计参数的变化趋势图,得到了各旋流杯设计参数对燃烧室点火、熄火性能影响的显著性程度排序结果。

在所建近似模型基础上,采用先进的多目标遗传算法NSGA-II算法进行了多目标的优选工作,得到了不同约束条件下的两套旋流杯方案,经设计加工后进行了验证性试验。结果表明最终的优选方案的点火、熄火性能比近似模型的预测结果略差,但在基准方案的基础上其常温常压贫油点火性能有41.64%的改善,常温常压贫油熄火性能有35.42%的改善,加温常压贫油熄火性能有35.52%的改善。