跨聲速壓氣機(jī)應(yīng)用彎曲葉片的數(shù)值研究.pdf

1、燃?xì)廨啓C(jī)是對(duì)國(guó)防工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)有著重大戰(zhàn)略意義的產(chǎn)品，壓氣機(jī)性能的改善對(duì)于提升發(fā)動(dòng)機(jī)整體性能起著非常關(guān)鍵的作用，隨著壓氣機(jī)向著高負(fù)荷、超/跨聲速方向發(fā)展，高性能的超/跨聲速壓氣機(jī)葉片設(shè)計(jì)技術(shù)已成為熱點(diǎn)研究領(lǐng)域之一。葉片三維積疊線的軸向、周向傾斜或者彎曲均對(duì)壓氣機(jī)氣動(dòng)性能有著重要影響，跨聲速壓氣機(jī)彎曲葉片的應(yīng)用研究成為國(guó)內(nèi)外研究工作的重點(diǎn)。
　　本文以跨聲速壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子Rotor37和級(jí)Stage37為研究對(duì)象，借助商業(yè)軟件NUMEC

2、A，開展動(dòng)/靜葉片彎曲的數(shù)值研究，重點(diǎn)研究葉片彎曲造型對(duì)跨聲速壓氣機(jī)內(nèi)部流動(dòng)特性及損失機(jī)理的影響，為在跨聲速壓氣機(jī)中應(yīng)用彎曲葉片技術(shù)提供進(jìn)一步的理論基礎(chǔ)，主要開展了以下幾方面工作:
　　首先，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行了網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證，在此基礎(chǔ)上將原型數(shù)值結(jié)果和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明數(shù)值模擬可以較好的反映實(shí)際流場(chǎng)信息，保證計(jì)算的可靠性。在后續(xù)的數(shù)值研究中以數(shù)值原型為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比分析。
　　然后，根據(jù)正/反彎曲、彎高及彎角參數(shù)對(duì)Rotor

3、37進(jìn)行彎曲設(shè)計(jì)，通過對(duì)每個(gè)方案進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)值計(jì)算，結(jié)果發(fā)現(xiàn):葉片彎曲變形改變了型面靜壓分布、三維激波結(jié)構(gòu)以及通道內(nèi)旋渦結(jié)構(gòu)。反彎曲改型設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子絕熱效率得到了提升，其提升效果隨著彎高、彎角而變化，最高達(dá)1.3個(gè)百分點(diǎn)。正彎曲改型設(shè)計(jì)使得轉(zhuǎn)子氣動(dòng)性能降低，且隨著彎高、彎角的增大其性能惡化趨于嚴(yán)重。
　　最后，根據(jù)彎高及彎角參數(shù)對(duì)Stage37靜葉進(jìn)行了正彎設(shè)計(jì)，在級(jí)環(huán)境下對(duì)各方案詳細(xì)的計(jì)算結(jié)果表明:靜葉單獨(dú)彎曲時(shí)，適當(dāng)匹配設(shè)計(jì)的彎高