محمدجواد آهنگریان - دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
رضا ابراهیمی - دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

بهینه سازی ابزاری است که در دهه های اخیر برای طراحی سیستم های هوافضایی از جمله توربوماشین ها مورد توجه واقع شده است. برای بهینه سازی این سیستم ها روش های متنوعی ابداع شده اند که روش های گرادیان پایه Gradient-base از جمله ی آنها می باشد. در این پژوهش مزایای روش گرادیان پایه برنامه ریزی درجه دوم متوالیSequential Quadratic rogramming )علل استفاده از این الگوریتم و روند الگوریتم توضیح داده می شود و سپس به بهینه سازی روتور یک توربین جریان شعاعی با استفاده از الگوریتم برنامه ریزی درجه دوم متوالی پرداخته شده است. بدین منظوربازدهی کل به استاتیک روتور به عنوان تابع هدف و متغیرهایی نظیر ضریب بار، زاویه ی مطلق جریان در ورودی روتور، ضریب جریان، زاویه ی نسبی جریان در ورودی روتور، تعداد پره، پهنای ورودیروتور، شعاع نوک خروجی روتور و نسبت شعاع پایه به نوک خروجی روتور به عنوان متغیرهای طراحی در نظر گرفته شده است. همچنین مقدار شعاع ورودی روتور و نسبت انبساط روتور ثابت فرض شدهاست. تابع هدف و قیدها بر اساس متغیرهای طراحی به صورت روابط ریاضی نوشته و محدوده ی مناسب هر یک از این متغیرها نیز مشخص شده است. سپس با استفاده از الگوریتم برنامه ریزی درجه دوم متوالی مقادیر بهینه بدست آمده است. در انتها به مقایسه ی مقادیر قبل و بعد از بهینه سازی پرداخته شده است و مشخص شد که قدار بازدهی در نقطه ی طراحی حدود6/23 درصد افزایش یافته است.

بهینه سازی- روتور- توربین شعاعی- برنامه ریزی درجه دوم متوالی