Multipoint adjoint shape optimization of a diffuser vane with open-source software SU2

Kanatlı difüzörlerle donatılmış radyal kompresörler endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Kanatlı difüzörler, kanatsız difüzörlere göre daha yüksek basınç geri kazanımı sağlar. Spesifik olarak kanatların hücum kenarı kompresörün performansı üzerinde büyük etkiye sahiptir. Bu çalışmada, tek kademeli bir radyal kompresör geometrisinin kanatlı difüzör geometrisi, optimizasyon tekniği kullanılarak optimize edilmiştir. Optimizasyon çalışması açık kaynaklı hesaplamalı akışkanlar dinamiği yazılımı SU2 (Stanford University Unstructured) ile gerçekleştirilmiştir. Öncelikle kompresörün boğulma koşullarına yakın tek bir çalışma noktası için optimizasyon yapılmıştır. Optimize edilmiş kanat geometrisi boğulma koşullarında önemli ölçüde daha iyi performans gösterse de, en iyi verimliliğe sahip çalışma noktasında kompresör performansındaki dramatik düşüş, yalnızca tek bir çalışma noktasına odaklanan optimizasyon çalışmasının etkisizliğini göstermiştir. Daha sonra optimizasyon çalışması, biri en iyi verimlilik noktasında ve diğeri boğulma koşullarına yakın olan çalışma eğrisinin iki ucundaki akış davranışının dikkate alındığı çok noktalı optimizasyon tekniği kullanılarak tekrarlanmıştır. Çalışma, kompresörün tüm çalışma aralığı boyunca performans artışıyla sonuçlanmıştır. Kompresör verimliliğindeki artış, boğulma koşullarına yakın noktada yaklaşık %2'ye ulaşmıştır.