直接法

逆解法

翼負荷による完全3次元翼形状のパラメータ化では 最大8個の設計パラメータのみ、子午面形状に 対しては4個程度のパラメータのみになります。このパラメータ数において、直接法と比較して、設計空間の大部分が すでにカバーされます。

生成された形状は、スパン方向に滑らかでないサーフェスの可能性があり、形状生成工程に続くチェックまたは後処理が必要になります。

翼形状のサーフェスは滑らかです。ソルバーは、指定した子午面形状と羽根厚さに基づいて形状を自動的に再作成します。

 必要な質量流量による仕様はソルバーへの入力項目であるため、生成されたすべての形状は自動的にこの仕様を満たします。

性能に関する指標を得るには、CFDまたはその他の解析コードで各形状を分析して、表面圧力、速度または損失、効率などの基本データを抽出する必要があります。

10〜15秒で逆解法設計により、形状と共に設計点での完全3次元非粘性流れ場が得られます。基本的な流れ場の要件は、CFDの介入なしで最適化を直接実行できます。形状や流れ場データと、拡散係数、エンドウォールロス、プロファイルロス、チップクリアランス、二次流れなどの流れ現象との間の多くの相関関係が開発されており、最適化でこれらのパラメータを目的関数または制約条件として直接考慮可能です。

 形状は効率、ブロッケージ、キャビテーションなどの性能パラメータとは強い非線形関係にあります。

翼負荷/圧力分布と、損失やキャビテーションなどの性能パラメータとの間には、直接的な関係があります。これにより、性能パラメータを設計パラメータに関連付ける目的関数の表現が簡単になり、最大値・最小値をより迅速に見つけることができます。

最適化結果は翼形状そのものになり、異なる設計条件やサイジングに対してさえ一般化するのが難しくなります。

最適化によって得られるものは、一般性のある翼負荷です。遠心インペラの二次流れ抑制、斜流ポンプのキャビテーション制御、
高効率低騒音のファンに最適な翼負荷はさまざまな設計に対して一般的に適用できることがわかっています。最適化しながらノウハウを構築することができます。

設計パラメータの数が多く、設計仕様を直接制御できず、CFDを実行して基本的な性能指標などの情報を算出する必要があるため、このアプローチは日常の設計工程において非常にコストがかかります。

設計パラメータの数が少なく、設計要件を満たすことが保証され、設計パラメータと設計仕様目標の間の相関が向上するため、設計ノウハウを構築でき、それを日常の設計工程に適用できる実用的な手法になります。