بهینه‌سازی ردیف پره‌ی روتور و استاتور توربین جریان محوری با استفاده از الگوریتم ژنتیک

در این پژوهش روشی خودکار برای بهینه‌سازی ردیف پره‌ی استاتور و روتور توربین جریان محوری معرفی می‌شود. در این روش الگوریتم ژنتیک، مولد هندسه، ایجادکننده‌ی شبکه‌ی محاسباتی و حل‌کننده‌ی میدان جریان به هم مربوط شده‌اند. تابع هدف در نظر گرفته شده عبارت است از تلفات فشار کل جریان در عبور از ردیف پره‌ی استاتور و روتور توربین، و نیز با استفاده از تغییر توزیع ضخامت ردیف پره‌های موجود، تعداد محدودی پارامتر طراحی منظور و وارد الگوریتم بهینه‌سازی می‌شود. با استفاده از قابلیت‌های نرم‌افزار تحلیل میدان جریان، شبکه‌ی ساختاریافته به‌صورت سه‌بعدی ایجاد و با تعریف شرایط مرزی مناسب، میدان جریان تراکم‌پذیر در ردیف پره تحلیل می‌شود. از معادلات ناویرٓـ استوکس تراکم‌پذیر برای تحلیل میدان جریان، و برای مدل‌سازی آشفتگی از مدل k-e(R‌N‌G) استفاده می‌شود. از نتایج آزمون ردیف پره‌ی استاتور اولیه برای صحت‌سنجی نتایج حاصل از شبیه‌سازی استفاده می‌شود. بیشترین اختلاف نتایج حاصل از شبیه‌سازی با نتایج آزمون ردیف پره‌ی استاتور برابر ۱٫۱۴ درصد است. مقدار کاهش در تلفات فشار کل، برای ردیف پره‌ی روتور ۱٫۵ درصد و برای ردیف پره‌ی استاتور ۳٫۰ درصد در زاویه‌ی برخورد مورد نظر است، در حالی که مساحت استاتور بهبود یافته نسبت به پره‌ی اولیه ۱٫۳ درصد افزایش یافته است. این مقدار برای ردیف پره‌ی روتور بهبودیافته برابر۲٫۰ درصد است.