壓氣機葉片三維反問題設(shè)計技術(shù)研究.pdf

1、壓氣機葉片的氣動設(shè)計方法可分為正問題（主要指分析設(shè)計方法）和反問題設(shè)計方法兩種。正問題設(shè)計方法（主要指分析設(shè)計方法）往往要花費大量的設(shè)計時間和成本，并且設(shè)計結(jié)果的優(yōu)劣和成本強烈依賴于設(shè)計人員的經(jīng)驗和理論知識，獲得創(chuàng)新性方案的可能性較?。环磫栴}設(shè)計方法中設(shè)計人員根據(jù)設(shè)計要求給出流場中某些氣動參數(shù)，通過氣動參數(shù)與幾何造型間的物理關(guān)系得到實現(xiàn)該流動特征的葉型。優(yōu)勢在于設(shè)計效率較高、較少依賴設(shè)計人員經(jīng)驗，可以縮短設(shè)計周期，特別在三維葉片設(shè)計中尤

2、為顯著。
　　本文根據(jù)馮卡門研究所A. Demeulenaere和Van den Braembussche.等人發(fā)展出的一種有效的壓氣機葉片三維無粘反問題設(shè)計方法，并結(jié)合課題組對二維反問題設(shè)計方法方面的研究，開展了包括離心壓氣機葉片在內(nèi)的壓氣機葉片三維反問題設(shè)計技術(shù)的相關(guān)研究。全文研究內(nèi)容和成果主要包括以下幾個方面：
　　1、構(gòu)建起了三維無粘反問題設(shè)計流程，對“可滲透邊界”的原理以及三維壁面修正方法進行理論分析，為本文三維無

3、粘反問題設(shè)計方法的實現(xiàn)提供理論依據(jù)；
　　2、在自主開發(fā)的全三維粘性流場計算程序NAPA的基礎(chǔ)上，基于其Euler求解器，實現(xiàn)絕對坐標(biāo)系下三維無粘反問題設(shè)計方法。并在亞聲速軸流靜子等算例中對本文建立的三維無粘反問題設(shè)計方法的有效性（反問題流場計算，三維壁面修正的準(zhǔn)確性等）進行驗證。
　　3、針對旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下反問題流場的計算對滲透邊界進行理論分析及算法修改。在亞聲速軸流轉(zhuǎn)子葉片的反問題設(shè)計算例中初步驗證本文所建立的三維無粘反問

4、題設(shè)計技術(shù)能對旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下反問題流場進行準(zhǔn)確快速的計算、三維壁面修正時能準(zhǔn)確的修正得到符合目標(biāo)壓力分布的造型的能力。
　　4、針對目標(biāo)壓力和初始壓力存在大偏差情況下的滲透邊界進行改進，并構(gòu)造了消除軸流壓氣機轉(zhuǎn)子葉片槽道激波的算例。算例驗證表明，本文對滲透邊界的改進叫本質(zhì)的改善了目標(biāo)壓力和初始壓力存在大偏差情況下的反問題流場計算能力。
　　5、在Krain離心葉輪反問題設(shè)計算例中驗證了本文所建立的三維反問題設(shè)計方法在有強三維效