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stress sensitivity analysis for a wide-chord fan blade using an adjoint method

Chinese Journal of Aeronautics 2024年第10期37卷 103-117页

作者： Han YANG Shoujia GONG Yi LI Junxing TANG Dingxi WANG Sheng HUANG Shenren XU School of Power and Energy Northwestern Polytechnical UniversityXi’an 710129China

High-performance compressor design is best achieved with a good trade-off between aerodynamic and structural considerations,which requires efficient and accurate multidisciplinary design and optimization *** advanced compressors are defined with a large design space,their optimization is most efficiently achieved using a gradient-based approach,where the gradient can be computed using an adjoint method,at a cost nearly independent of the dimension of the design *** the adjoint method has been widely used for aerodynamic shape optimization,its use for structural shape optimizations of compressor blades has not been as well *** paper discussed a discrete adjoint solver for structural sensitivity analysis developed within the opensource Computational Structural Mechanics(CSM)software CalculiX,and proposed an efficient stress sensitivity analysis method based on the Finite Element Method(FEM)using *** proposed method is applied to compute the stress sensitivity of a wide-chord fan blade in a highbypass-ratio *** accuracy of the adjoint-based stress sensitivity is verified against central finite *** terms of computational efficiency,the adjoint approach is about 4.5 times more efficient than the conventional approach using finite *** works marks an important step towards fluid-structural coupled adjoint optimization of wide-chord fan blades.

关键词： Adjoint method Multidisciplinary optimization stress sensitivity analysis Finite element method Shape optimization

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