本书详细介绍了轴流涡轮分层次气动优化设计体系，从一维、准三维、三维单列到三维多列，充分考虑了冷气掺混的气动和传热影响，细致说明了优化设计中目标函数、优化方法以及优化策略的选择过程。本书第1章介绍了燃气涡轮设计体系的发展、涡轮内的主要流动损失、主要的涡轮气动设计技术，并简单介绍了涡轮气膜冷却技术概况，以及优化技术及其在涡轮气动设计中的应用；第2章介绍了分层气冷气动优化设计体系的体系内涵及具体实施过程；第3章重点讨论了物理条件对计算精度的影响以及气冷涡轮损失评价，本章内容直接关系到优化设计的可靠性；第4章通过实例全面介绍了气动优化设计体系的应用；第5章介绍了考虑气膜冷却的气动和传热的影响研究；第6章介绍了气热耦合优化及对气动与传热的影响研究。 本书可作为能源与动力工程专业和飞行器动力工程专业的研究生和本科生参考用书，也可作为相关专业科技人员的重要参考用书。

第1章 绪论
1.1 引言
1.2 燃气涡轮设计体系的发展
1.2.1 一维与简单径平衡方程半经验设计
1.2.2 准三维设计
1.2.3 全三维设计
1.3 涡轮内的主要流动损失
1.3.1 叶型损失
1.3.2 二次流损失
1.4 主要的涡轮气动设计技术
1.4.1 叶型气动载荷分布
1.4.2 叶片扭曲规律
1.4.3 弯叶片
1.5 涡轮气膜冷却技术概况
1.5.1 气膜冷却研究进展
1.5.2 冷气掺混对气动性能的影响
1.6 优化技术及其在涡轮气动设计中的应用
1.6.1 优化算法
1.6.2 试验设计方法
1.6.3 近似建模方法
1.6.4 优化技术在叶轮机械设计中的应用
第2章 分层气冷涡轮气动优化设计体系
2.1 体系内涵
2.2 一维优化设计
2.2.1 目标函数与设计变量
2.2.2 约束条件和损失模型
2.2.3 优化方法及策略
2.3 S2正问题优化设计
2.3.1 S2流面计算
2.3.2 涡轮叶片成型
2.3.3 优化方法及策略
2.4 三维优化设计
2.4.1 三维优化设计难点
2.4.2 叶型参数化
2.4.3 优化设计平台
2.4.4 优化设计流程
2.4.5 优化策略
2.4.6 优化设计基本思路
2.5 基于局部和并行策略的多级优化设计
2.6 设计平台及开发
第3章 物理条件对计算精度的影响与气冷涡轮损失评价
3.1 引言
3.2 气冷涡轮各种模型计算误差分析
3.2.1 湍流模型与计算精度
3.2.2 多组分计算影响
3.2.3 热辐射影响
3.2.4 壁面传热条件影响
3.2.5 叶型积迭位置变化造成的影响
3.2.6 优化中计算精度与优化结果可信度
3.3 气冷涡轮损失评价方法与后处理方法
3.3.1 损失评价方法
3.3.2 后处理方法
第4章 气动优化设计体系的工程应用
4.1 某四级低压涡轮S2正问题气动设计
4.2 某船用燃机五级动力涡轮气动设计
4.2.1 一维设计与优化
4.2.2 S2设计与优化
4.2.3 三维设计与优化
4.2.4 试验结果
4.2.5 设计方案特点
4.3 民用航空高压涡轮气动设计
4.3.1 一维设计与优化
4.3.2 S2设计与优化
4.3.3 三维核算与调整
4.3.4 设计方案特点
第5章 考虑气膜冷却的气动和传热的影响研究
5.1 考虑气膜冷却的静叶优化研究
5.1.1 计算模型
5.1.2 叶型几何参数优化对静叶气动与传热的影响
5.1.3 叶型与冷却孔参数同时优化对静叶气动与传热的影响
5.2 考虑气膜冷却的动叶优化研究
5.2.1 计算模型
5.2.2 叶型几何参数优化对静叶气动与传热的影响
5.2.3 叶型与冷却孔参数同时优化对动叶气动与传热的影响
5.3 考虑气膜冷却的整级优化研究
5.3.1 计算模型
5.3.2 叶型与冷却孔参数同时优化对整级气动与传热的影响
第6章 气热耦合优化及对气动与传热的影响研究
6.1 考虑气热耦合的静叶优化研究
6.1.1 计算模型
6.1.2 叶型优化对气动与传热的影响
6.1.3 弯叶片优化对气动与传热的影响
6.2 考虑气热耦合的动叶优化研究
6.2.1 计算模型
6.2.2 叶型几何参数与冷却结构优化对气动与传热的影响
6.3 考虑气热耦合的整级优化研究
6.3.1 计算模型
6.3.2 叶型几何参数与冷却结构优化对气动与传热的影响
参考文献