Performance Assessment of MDO Optimized 1-Stage Axial Compressor

MDO 최적화 설계기법을 이용해 설계된 1단 축류형 압축기의 성능평가

MDO Optimization for a low pressure axial compressor rotor has been carried out to improve aerodynamic performance and structural stability. Global optimized solution was obtained from an artificial neural network model with genetic algorithm. Optimized rotor model has a high blade loading near hub and near zero incidence flow angle near tip region to reduce the incidence loss and flow separation at trailing edge region. Also the rotor shape is converged to a trapezoid shape to reduce the maximum stress occurred at the root of the blade. Numerical simulation results show that rotor has 87.6% rotor efficiency and safety factor over than 3.

소형 가스터빈 엔진에 장착 가능한 저압단 축류 압축기의 공력성능 및 구조적 안정성을 동시에 고려한 최적화 설계를 수행하였다. 근사모델을 구축하여 유전알고리즘을 이용하여 전역 최적화 해를 도출하였다. 최적 설계된 압축기의 동익단은 Hub쪽에서 날개의 부하가 커지되, Tip쪽에서 입사각이 0에 가깝게 설계되었다. 한편 동익의 형상은 허브쪽에서 사다리꼴 모양으로 수렴이 되어 구조적 안정성을 확보하도록 설계가 되었다. 최종적인 수치해석 결과 작동점에서 동익단의 효율은 87.6%이며 구조적 안정성을 나타내는 안전계수는 3이상을 확보하였다.