透平机械内部复杂流动的数值模拟与叶片设计的鲁棒优化
| 摘要 | 第1-7页 |
| Abstract | 第7-15页 |
| Contents | 第15-19页 |
| 第1章 绪论 | 第19-31页 |
| ·课题背景及研究的目的和意义 | 第19页 |
| ·透平机械的基本结构和发展概况 | 第19-22页 |
| ·透平机械的发展 | 第19-20页 |
| ·透平机械内部流动研究进展 | 第20-22页 |
| ·计算流体力学 | 第22-27页 |
| ·CFD在透平机械研究中的应用 | 第22-24页 |
| ·CFD模拟的验证与确认 | 第24页 |
| ·不确定性CFD方法 | 第24-27页 |
| ·透平机械的鲁棒优化 | 第27-31页 |
| ·透平机械气动优化 | 第27-28页 |
| ·多目标优化方法 | 第28-29页 |
| ·鲁棒优化 | 第29-31页 |
| 第2章 透平机械内部复杂流动研究进展 | 第31-45页 |
| ·引言 | 第31页 |
| ·二次流动概述 | 第31-36页 |
| ·古典二次流模型 | 第31-32页 |
| ·现代二次流模型 | 第32-34页 |
| ·最新的二次流模型 | 第34-36页 |
| ·透平机械内的非定常流动 | 第36-39页 |
| ·条件非定常 | 第37页 |
| ·固有非定常 | 第37-39页 |
| ·气膜冷却 | 第39-45页 |
| ·平板冷却流动 | 第41-43页 |
| ·涡轮叶栅的气膜冷却 | 第43-45页 |
| 第3章 控制方程与数值方法 | 第45-79页 |
| ·引言 | 第45页 |
| ·控制方程 | 第45-51页 |
| ·质量守恒方程 | 第45-46页 |
| ·动量守恒方程 | 第46-48页 |
| ·能量守恒方程 | 第48-50页 |
| ·旋转坐标系 | 第50-51页 |
| ·有限体积法 | 第51-55页 |
| ·离散方法概述 | 第51-52页 |
| ·网格生成 | 第52-53页 |
| ·对流项的空间离散 | 第53-54页 |
| ·扩散项的空间离散 | 第54-55页 |
| ·多级显式龙格-库塔法 | 第55页 |
| ·加速收敛技术 | 第55-58页 |
| ·隐式残差光顺 | 第56页 |
| ·多重网格法 | 第56-58页 |
| ·湍流模拟 | 第58-68页 |
| ·雷诺平均N-S方程 | 第60-61页 |
| ·湍流模型 | 第61-66页 |
| ·大涡模拟 | 第66-68页 |
| ·分离涡模拟 | 第68页 |
| ·双时间步推进法 | 第68-69页 |
| ·转/静交接面的处理 | 第69-74页 |
| ·定常模拟的处理方法 | 第69-71页 |
| ·非定常模拟转静交接面的处理方法 | 第71页 |
| ·非线性谐波方法 | 第71-74页 |
| ·多项式混沌方法 | 第74-79页 |
| ·嵌入式多项式混沌法 | 第74-76页 |
| ·非嵌入式多项式混沌法 | 第76-77页 |
| ·非嵌入式概率配置点法 | 第77-79页 |
| 第4章 气膜冷却的数值模拟 | 第79-115页 |
| ·简介 | 第79页 |
| ·平板上横流中的射流 | 第79-99页 |
| ·实验回顾 | 第79-80页 |
| ·数值模型 | 第80-82页 |
| ·定常模拟的结果分析 | 第82-92页 |
| ·非定常模拟结果分析 | 第92-99页 |
| ·透平叶栅的气膜冷却 | 第99-113页 |
| ·实验回顾 | 第99-100页 |
| ·计算模型与网格 | 第100-101页 |
| ·模拟结果与分析 | 第101-113页 |
| ·本章小节 | 第113-115页 |
| 第5章 非定常转静子干涉流动的数值模拟 | 第115-129页 |
| ·简介 | 第115页 |
| ·实验回顾 | 第115-117页 |
| ·数值模型 | 第117-119页 |
| ·几何与网格 | 第117页 |
| ·边界条件 | 第117-118页 |
| ·数值方法 | 第118-119页 |
| ·模拟结果与讨论 | 第119-128页 |
| ·时间平均模拟结果 | 第119-121页 |
| ·非定常模拟结果 | 第121-126页 |
| ·谐波数目的影响 | 第126-128页 |
| ·本章小节 | 第128-129页 |
| 第6章 多目标气动优化框架 | 第129-169页 |
| ·优化概述 | 第129-130页 |
| ·遗传算法的基本准则 | 第130-134页 |
| ·编码和译码 | 第131页 |
| ·适应度函数 | 第131-132页 |
| ·遗传操作算子 | 第132-133页 |
| ·控制参数 | 第133-134页 |
| ·多目标遗传算法 | 第134-145页 |
| ·Pareto最优概念 | 第134-135页 |
| ·NSGA-Ⅱ算法 | 第135-138页 |
| ·SPEA2算法 | 第138-141页 |
| ·性能评价准则 | 第141-143页 |
| ·NSGA-Ⅱ和SPEA2的对比 | 第143-145页 |
| ·NSGA-Ⅱ与近似模型的耦合优化算法 | 第145-156页 |
| ·人工神经网络 | 第146-149页 |
| ·NSGA-Ⅱ与Design3D的集成 | 第149-150页 |
| ·耦合方法的测试结果 | 第150-156页 |
| ·改进策略 | 第156-166页 |
| ·改进的拥挤距离 | 第156-159页 |
| ·Coarse-to-fine迭代 | 第159-166页 |
| ·本章小结 | 第166-169页 |
| 第7章 轴流压气机的鲁棒优化 | 第169-189页 |
| ·NASA ROTOR37的设计背景 | 第169-172页 |
| ·优化平台 | 第169-170页 |
| ·参数化模型 | 第170页 |
| ·网格与计算方法 | 第170-172页 |
| ·多工况点优化 | 第172-178页 |
| ·优化设置说明 | 第172页 |
| ·优化结果 | 第172-178页 |
| ·鲁棒优化 | 第178-187页 |
| ·不确定性的参数设置 | 第178-179页 |
| ·优化设置 | 第179-180页 |
| ·优化结果 | 第180-185页 |
| ·罚函数设置的效果 | 第185-187页 |
| ·初始训练样本数目的影响 | 第187页 |
| ·本章小节 | 第187-189页 |
| 第8章 结论与展望 | 第189-192页 |
| ·结论 | 第189-190页 |
| ·复杂流动的数值模拟 | 第189-190页 |
| ·多目标气动优化设计 | 第190页 |
| ·工作展望 | 第190-192页 |
| 符号对照表 | 第192-197页 |
| 参考文献 | 第197-217页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 | 第217-219页 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 | 第219-221页 |
| 致谢 | 第221-222页 |
| 个人简历 | 第222页 |
