Otimização Multi-Objetivo do Sistema de Pré-Rotação em uma Cavidade de Disco de Turbina com Dupla Rede

Aumentar a eficiência térmica e minimizar o peso são questões prevalentes em motores aéreos. Devido à sua estrutura oca, o disco de turbina com dupla rede apresenta notáveis propriedades de redução de peso, enquanto seu resfriamento aprimorado constitui um novo desafio. Neste estudo, um sistema de cavidade de disco de turbina com dupla rede é investigado numericamente. Para melhorar o efeito de resfriamento e minimizar a perda de pressão, um algoritmo genético multi-objetivo e um modelo de Kriging são empregados para otimizar a altura radial do bico de pré-rotação e do orifício receptor no sistema de cavidade do disco. Os resultados indicam que o desempenho geral do Opt-3, derivado da Técnica de Preferência por Similaridade com a Solução Ideal dentro da fronteira de Pareto, é superior. Esta configuração alcança uma distribuição uniforme de temperaturas do rotor, mantendo perdas de pressão moderadas. Notavelmente, a temperatura máxima é reduzida em 21,1 K em comparação ao modelo básico, com as perdas de pressão permanecendo em grande parte inalteradas. Além disso, um aumento na razão de fluxo leva a uma redução tanto na temperatura máxima quanto na temperatura média da rede traseira, ao mesmo tempo que aumenta a temperatura da rede frontal e agrava as perdas de pressão. No entanto, é importante observar que o grau de variação desses parâmetros diminui com o aumento das razões de fluxo.