Reconstruction and Reduction of Realistic Manufacturing Error Field for Uncertainty Quantification of Transonic Axial Compressor Rotor
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Turbo compressors are inevitably subject to geometric and operational uncertainties that could induce performance degradations. This vulnerability is particularly pronounced in transonic compressor rotors due to the presence of sharp shock waves, which are highly susceptible to uncertainties. While the importance of uncertainty quantification (UQ) of compressors during the design phase has received growing recognition, the existing methodologies still face a grand challenge in modeling the geometric uncertainties related to manufacturing error fields. To address this challenge, we first propose an accurate geometric reconstruction method of realistic manufacturing error fields, in which kernel density estimation and correlation constraint sampling are combined to reconstruct manufacturing error fields with arbitrary probability distributions and geometric correlations. Then, a bilayer and bidirection dimension reduction method is proposed to treat the reconstructed model for reduced input uncertainties. The proposed methods are verified and validated by multipoint UQ of the well-known axial compressor rotor, i.e., NASA Rotor 37, under multisource uncertainties from blade manufacturing error fields as well as the total pressure, total temperature, and turbulence intensity of the incoming flow. From the statistics of 126 high-quality blades, each with 600 measurement points, it is confirmed that a large portion obey arbitrary probabilistic distributions rather than Gaussian distributions, and strong spatial correlations exist across the blade manufacturing error field. Both characteristics can be accurately reconstructed through the combination of kernel density estimation and correlation constraint sampling methods. Moreover, the bilayer and bidirection dimension reduction method is capable of reducing the dimensionality of manufacturing error field to 2–17 for Rotor 37, depending on the working points and performance parameters. The UQ results of Rotor 37 indicate that the geometric and operational uncertainties are mainly responsible for the mean offset and scatter of rotor performance variations, respectively. The geometric uncertainties due to manufacturing errors exert a negative impact on rotor performance, especially at near-stall point, manifested by increased suction-surface separation flow losses due to the forward shift of the shock wave. The proposed method in this work is quite generic and can be used in UQ and robust aerodynamic design optimization of turbomachinery components.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».