AIを利用した次世代型最適設計システム OASIS AI　

遠心圧縮機のインペラー設計最適化

使用ソフト	TURBOTIDES社: TurboTides

＜ 課題 ＞

TURBOTIDES社は、コンプレッサーやファン、ポンプ、タービンのTurbo 設計ソフトウェアを有しています。テスト ケースとして、Karin Impeller 設計の改善プロジェクトで使用された遠心圧縮機のインペラーが定格条件下で既存の設計に対して、更に効率を絞り出せるかどうかの確認を行いました。

＜ 解決策 ＞

定格運転状態において、設計圧力比は維持したインペラー効率の向上を目的とした Turbo設計ツール TurboTidesに OASIS AIを導入し、最適化を実施しました。設計エンジニアは、1設計変数と関連する制約条件を特定し、設計目標を指定し、最適化プロセスを開始するボタンをクリックするだけで、許容される時間とコンピュータリソースで最適な設計を見つけることができます。

設計変数 ・ 子午面のハブ・シュラウド各曲線形状 ・ インペラーの羽根形状（シュラウド角度分布、ハブ角度分布）		▲ 最適化前後のインペラー形状
運転条件 ・ 入口圧力: 101,325Pa ・ 入口温度: 15℃ ・ 質量流量: 4kg/s ・ 設計圧力比: 4.7 ・ 回転数: 23,363rpm ・ 作動流体: 空気

＜ 結果 ＞

TurboTidesの既存設計より インペラーの効率を0.8%向上することに成功しました。また、最適化の付加価値として設計圧力比を4.7から4.89に向上することができました。

▲ 羽根角度分布

▲ 圧縮機インペラーの子午面形状