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爱德华多·莫斯卡泰利;卡斯珀·安德烈森。;尼尔斯·艾格;雷纳托·皮切利;埃米利奥·席尔瓦。

使用界面识别技术对迷宫式密封进行拓扑优化。 （英语） Zbl 07820260号

计算。方法应用。机械。工程师。 420，文章ID 116716，29 p.（2024）.
摘要：迷宫密封是一种减少旋转机械运动部件之间泄漏的机械装置。它们对于确定这些机器的性能至关重要，对于减少温室气体排放至关重要。因此，迷宫密封的数学优化算法备受关注。这项工作涉及迷宫密封的拓扑优化，这是一项具有挑战性的任务，因为优化器必须以不同的速度分配固体，以正确模拟迷宫密封腔内的流动。此外，模型不得允许优化器在最终设计中关闭流体通道或留下固体元素的自由浮动岛。因此，采用基于一系列侵蚀直径投影滤波器的界面识别方法，将流体通道建模为转子和定子之间的界面，以表示不同的速度，避免通道闭合。虚拟温度法被用作连接约束，以避免固体材料的自由漂浮孤岛。尽管如此，优化设计中仍会出现较薄的结构构件，因此使用几何约束对转子和定子部件施加最小长度比例。最终的拓扑优化结果是迷宫式密封，扭曲的通道收缩到最小允许间隙尺寸（如低雷诺数流所预期的那样），表明了所提议的公式的成功。对交错式和阶梯式迷宫密封结构进行了优化，以显示该方法的通用性。

MSC公司：

76倍 流体力学
74-XX岁 可变形固体力学

关键词：

拓扑优化;迷宫式密封;接口标识;连接性约束;几何约束

软件：

PETSc公司;FEniCS公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{E.Moscatelli}等人，计算。方法应用。机械。Eng.420，文章ID 116716，29 p.（2024；Zbl 07820260）
全文： 内政部

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