多级轴流压气机

稳定性与效率双升

通过数据挖掘识别关键三维几何参数及其有利变化方向，实现失速裕度和效率的同步提升。

Zhang, Xiawen · 琚亚平 · 李振 · Liu, Feng · 张楚华

Journal of Turbomachinery 2023

参数信息

部分转速失速裕度（弯扭调整后）

5.87 %

部分转速失速裕度（加调可转导叶后）

23.31 %

设计转速峰值绝热效率提升

0.06 %

技术优势

不用反复试错

通过XGBoost元模型和SHAP局部解释，从有限CFD数据中提取出关键几何参数及其有利变化方向，设计者可直接按指南修改叶片弯、扭和可转导叶，省去盲目优化迭代。

设计速度更快

该方法独立于设计优化，利用已积累的CFD数据集即可运行，不需额外构建代理模型或运行优化算法，从而以可承受的计算成本快速获得设计指南。

同时提升效率与稳定性

按提取的设计指南调整叶片弯、扭和可转导叶后，部分转速失速裕度从基准拓宽至5.87%（弯扭联合）乃至23.31%（加调可转导叶），设计转速峰值绝热效率提升0.06%。

应用场景

• 燃气轮机压气机：提供可直接实施的三维改型指南，提升压气机效率和稳定性。
• 航空发动机：从数据中提取设计规则，加速先进压气机研发迭代。
• 舰船燃气轮机：针对船用燃机前3.5级压气机提取弯扭与导叶调节策略，拓宽失速裕度。
• 透平机械优化：提供独立于优化流程的数据挖掘框架，指导关键几何参数调整。