本期導(dǎo)讀

葉柵離散伴隨氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

葉柵氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)是一個(gè)具有復(fù)雜約束環(huán)境的多變量、非線(xiàn)性、多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題。基于控制理論的氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，因其在求解目標(biāo)函數(shù)對(duì)設(shè)計(jì)變量的梯度時(shí)引入了伴隨系統(tǒng)，又被稱(chēng)為伴隨方法。與傳統(tǒng)的梯度求解方法相比，伴隨方法的優(yōu)勢(shì)在于其梯度的計(jì)算量與設(shè)計(jì)變量數(shù)目無(wú)關(guān)，計(jì)算目標(biāo)函數(shù)對(duì)所有設(shè)計(jì)變量的梯度只需計(jì)算一次流場(chǎng)和一次伴隨場(chǎng)，且伴隨方程是線(xiàn)性偏微分方程，遠(yuǎn)不及流動(dòng)方程復(fù)雜。其中，離散伴隨方法因其伴隨方程及邊界條件的推導(dǎo)過(guò)程清晰規(guī)范，在更換目標(biāo)函數(shù)時(shí)無(wú)需重新推導(dǎo)伴隨系統(tǒng)，可獲得精確的目標(biāo)函數(shù)梯度值，以及伴隨系統(tǒng)的建立過(guò)程可借助成熟的自動(dòng)微分工具以便于程序開(kāi)發(fā)等，目前已在外流領(lǐng)域及部分內(nèi)流領(lǐng)域得到了一定程度的應(yīng)用。

本期《全三維軸流式透平葉柵離散伴隨氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)》一文，將三維軸流式透平葉柵參數(shù)化方法發(fā)展為基于非均勻有理B樣條技術(shù)的新型葉柵參數(shù)化方法。基于此，應(yīng)用離散伴隨氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，對(duì)Aachen透平的第一級(jí)靜葉柵在無(wú)粘、大負(fù)攻角流動(dòng)條件下，以降低葉柵進(jìn)出口總壓損失為目標(biāo)進(jìn)行了全三維氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)。