Optimisation de la structure des trous de refroidissement par film d'air basée sur les réseaux neuronaux et les algorithmes génétiques

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摘要

【Objectif】 La technologie efficace de refroidissement par film d'air est un moyen important pour augmenter la température avant la turbine des turbines à gaz afin d'améliorer l'efficacité thermique des turbines à gaz. La meilleure forme des trous et des canaux du film d'air est devenue une voie importante pour améliorer l'efficacité du refroidissement par film d'air des composants thermiques des turbines à gaz. 【Méthode】 Sur la base de la paramétrisation de la structure des trous du film d'air, les coordonnées relatives et les angles ont été utilisés comme paramètres d'entrée, des échantillons ont été pris dans la plage des paramètres d'entrée sélectionnés, et la méthode combinée de réseaux de neurones BP et d'algorithmes génétiques a été utilisée pour l'optimisation paramétrique visant l'efficacité de refroidissement des trous du film d'air. L'influence de la forme des canaux des trous du film d'air et de l'angle d'inclinaison des trous sur l'efficacité du refroidissement par film d'air a été étudiée. 【Résultats】 Les résultats montrent que, par rapport aux trous cylindriques, les trous optimaux du film d'air ont une largeur plus grande dans la direction transversale, avec un petit angle d'ouverture externe des deux côtés, une longueur dans la direction de l'écoulement égale à celle des trous cylindriques et un léger renflement angulaire sur le bord arrière. Avec la même largeur dans la direction transversale et des canaux lisses, l'efficacité moyenne de refroidissement de la surface du schéma optimal a augmenté de 18,28 % par rapport aux trous de film d'air en forme de pelle. Dans le cas de trous optimisés, les canaux lisses ont augmenté l'efficacité moyenne de refroidissement de la surface de 5,3 % par rapport aux canaux non lisses. Les trous optimisés ont supprimé la tendance de l'écoulement principal à s'enrouler sous le flux de refroidissement de part et d'autre et ont modifié la direction de rotation des tourbillons en forme de rein. À un rapport de soufflage de 1 et pour des angles d'inclinaison de 30°, 45° et 60°, la configuration de ces trous a amélioré l'efficacité moyenne de refroidissement par film d'air de 814,6 %, 1 002,4 % et 772,7 % respectivement par rapport aux trous cylindriques. 【Conclusion】 Les nouveaux trous de film d'air optimisés peuvent réduire l'intensité des tourbillons en forme de rein, améliorer l'adhérence du flux de refroidissement à la paroi et retarder la dégradation de l'efficacité de refroidissement sur la paroi plate en aval des trous. Après optimisation, une efficacité de refroidissement élevée reste présente sur la paroi plate même lorsque l'angle d'inclinaison des trous augmente, et ces trous ont une plus large adaptabilité à l'angle d'inclinaison.

关键词

refroidissement par film d'air; simulation numérique; apprentissage machine; réseaux neuronaux; algorithmes génétiques

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