大气喷射器喷嘴几何参数优化及耦合机理分析

作     者：张人会 李金科 蒋利杰 虞瑞荣 

作者机构：兰州理工大学能源与动力工程学院 嘉利特荏原泵业有限公司 

出 版 物：《华中科技大学学报(自然科学版)》 (Journal of Huazhong University of Science and Technology(Natural Science Edition))

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 08[工学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51979135) 甘肃省教育厅产业支撑计划项目(2021CYZC-14) 教育厅双一流重点项目 

主　　题：喷射器 拉法尔喷嘴 智能优化 激波 动能耗散 

摘      要：喷射器喷嘴形状对喷射器性能具有重要影响，针对传统经验设计方法寻优困难问题，本研究采用基于RBF代理模型的NSGA-II遗传算法对喷射器喷嘴进行智能优化，以RBF方法构建喷嘴几何参数与引射系数间的代理模型，由NSGA-II遗传算法进行迭代寻优。对优化结果分析表明：相较于原始设计与单参数优化，多参数优化后喷射器引射系数分别提升10.24%、0.9%；优化后喷射器喷嘴的出口膨胀状态为接近完全膨胀状态的过膨胀状态，其混合室内射流维持距离增长，动能耗散减小，回流涡消失，且静压分布有利于提升其引射系数。喷嘴出口膨胀状态为欠膨胀状态时，最优喷嘴渐扩段角度随喷嘴出口直径增大而增大，完全膨胀状态时最优喷嘴渐扩段角度最大，过膨胀状态时最优喷嘴渐扩段角度随喷嘴出口直径增大而减小。