مجله ی مهندسی مکانیک شریف

مجله ی مهندسی مکانیک شریف

بررسی روش‌های پارامتری‌سازی پره در کمپرسورهای محوری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی شریف
2 دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی شریف تهران
10.24200/j40.2026.68965.1774
چکیده
پارامتری‌سازی هندسه پره، نقشی تعیین‌کننده در فرآیند طراحی و تحلیل عملکرد کمپرسورهای محوری ایفا می‌کند و در ارزیابی اثر خطاهای ساختی بر عملکرد آیرودینامیکی پره‌ها، جایگاهی کلیدی دارد. در حالی که روش‌های مختلفی برای پارامتری‌سازی هندسی وجود دارد، اما تاکنون مقایسه‌ای جامع از کارایی این روش‌ها در پارامتری‌سازی پره‌های کمپرسور محوری صورت نگرفته است. در این پژوهش، روش‌های مطرح شامل برازش منحنی، تابع انتقال کلاس و پیکره، مقاطع پارامتری، هیکس-هن، تجزیه مقادیر منفرد و روش لانگ، تشریح و پیاده‌سازی شده‌اند. به‌منظور ارزیابی دقیق، دو نوع ایرفویل متداول در پره‌های کمپرسور محوری با استفاده از این روش‌ها پارامتری‌سازی شدند. نتایج نشان می‌دهد اگرچه روش‌های مبتنی بر برازش منحنی دقت بازتولید بسیار بالایی ارائه می‌دهند، اما روش لانگ با استفاده از پارامترهای فیزیکی صریح و پیاده‌سازی آسان، عملکرد قابل‌قبولی در پارامتری‌سازی پره دارد. به‌منظور انتخاب بهترین روش پارامتری‌سازی، عملکرد روش‌های مذکور با معیارهای مختلفی مانند دقت بازتولید هندسه، تعداد و نوع پارامترها، قابلیت تولید انحرافات هندسی بررسی و مقایسه شده است. این بررسی امکان شناسایی روش منتخب در کاربردهای مختلف فراهم می‌آورد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

The Investigation of Blade Parameterization Methods in Axial Compressor Blades

نویسندگان English

Mohammad Farahani 1
Mehrab Kalabi 2
Arman Mohammadi Joozdani 2
Sajjad Ghadiri 2
1 Department of Aerospace Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran.
2 Department of Aerospace Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran.
چکیده English

Geometry parameterization plays a significant role in axial compressor design and optimization, and it can also be used to model geometric deviations that may occur during manufacturing or operation. In such applications, it is necessary to use the minimum possible set of variables to parameterize the geometry while still maintaining an acceptable level of accuracy. Achieving this balance between compactness and precision is essential for efficient aerodynamic analysis and design processes.



In this paper, several widely used parameterization methods in the field of aerodynamics are implemented and compared in the specific context of axial compressor blades. The investigated approaches include common curve-fitting methods, class/shape function transformation, parametric sections, Hicks–Henne functions, and singular value decomposition. In addition, the Lange method, which is a commonly used parameterization approach for compressor blade airfoils, is also presented and discussed in detail.



To assess the efficiency and effectiveness of these methods, two transonic compressor blade airfoils were parameterized and compared. Their performance was evaluated in terms of accuracy and suitability for representing blade geometry with a limited number of design variables. The results showed that the curve-fitting methods exhibit the lowest error among the methods considered. However, since the Lange method relies on explicit variables and provides reasonable accuracy, particularly at the leading and trailing edges, it can be regarded as a reliable and practical choice for turbomachinery design applications where these regions are critical.



Overall, the study indicates that there is no globally optimal parameterization method. The most suitable choice depends on several factors, including the number of parameters, the geometry of interest, and the type of problem being addressed. To facilitate decision-making in design and optimization studies, the methods were systematically compared and ranked based on key criteria. This provides guidance for selecting an appropriate parameterization strategy that meets both accuracy and efficiency requirements in specific engineering tasks.

کلیدواژه‌ها English

Geometry parameterization
Turbomachinery
Axial Compressor
Compressor blades
Manufacturing variability

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 01 مهر 1405