نهج متكامل قائم على نموذج بديل لزيادة كفاءة تصميم التحسين الهوائي لضاغط محوري ثلاثي المراحل في تطبيقات التوربينات الغازية

تعتبر تحسين التصميم الهوائي المنقح للضواغط متعددة المراحل مشكلة تحسين نموذجية عالية الأبعاد وتكلفة. تقترح هذه الدراسة خوارزمية تطورية مدعومة بنموذج بديل متكامل، مدمجة مع طريقة تقليل الأبعاد المعتمدة على التشويه الحر باستخدام السيطرة المباشرة (DFFD)، مما يؤدي إلى إنشاء منصة تحسين هوائي عالمي فعّالة وعالية الدقة للضواغط المحورية متعددة المراحل. تحقق طريقة DFFD توازنًا بين المرونة والخصائص منخفضة الأبعاد عن طريق التحكم المباشر في نقاط سطح الشفرات، مما يظهر ملاءمة خاصة لتحسين التصميم الهوائي للضواغط المحورية متعددة المراحل. يعزز النموذج البديل دقة التنبؤ من خلال تحديد الحلول المثلى والحلول الأكثر عدم اليقين في نفس الوقت، مما يساعد في معالجة التحديات المرتبطة بمساحة التصميم غير الخطية. تم اختيار ضاغط محوري ثلاثي المراحل في توربين غاز ثقيل كهدف للتحسين. تظهر النتائج أن مهمة التحسين تستغرق أقل من 48 ساعة وتحقق تحسينًا بنسبة 0.6% و4% في الكفاءة الأديباتيكية وهامش الارتفاع، على التوالي، مع الحفاظ على معدل تدفق ونسبة ضغط تقريبًا دون تغيير عند نقطة التصميم. يوفر النهج المقترح حلاً فعّالًا وموثوقًا لمشكلات التحسين الهوائي المعقدة.