跨聲速低反力度壓氣機(jī)動(dòng)葉性能優(yōu)化研究.pdf

1、低反力度吸附式壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)思想為：在保證轉(zhuǎn)子高效流動(dòng)的條件下，應(yīng)用主動(dòng)流動(dòng)控制技術(shù)對(duì)靜子內(nèi)部復(fù)雜的二次流動(dòng)進(jìn)行有效整合，從而實(shí)現(xiàn)整機(jī)高負(fù)荷設(shè)計(jì)。因此，對(duì)于此類(lèi)型壓氣機(jī)，在兼顧附面層抽吸能力的前提下，如何設(shè)計(jì)出一高效、高負(fù)荷的轉(zhuǎn)子將變得尤為重要。目前，關(guān)于低反力度轉(zhuǎn)子的研究多基于亞聲速來(lái)流，而在跨聲速條件下，激波的存在使得轉(zhuǎn)子內(nèi)部流動(dòng)更為復(fù)雜，幾何構(gòu)型變化將會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子的氣動(dòng)性能產(chǎn)生怎樣的影響是值得深入研究的，基于此原因，本文以某三級(jí)高負(fù)荷吸

2、附式壓氣機(jī)首級(jí)跨聲速轉(zhuǎn)子作為研究對(duì)象，借助數(shù)值模擬的方法，詳細(xì)地分析了幾何參數(shù)變化、葉片三維造型對(duì)轉(zhuǎn)子流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的影響，旨在進(jìn)一步提升轉(zhuǎn)子氣動(dòng)性能。
　　首先，本文采用Rotor37轉(zhuǎn)子進(jìn)行數(shù)值模擬，以驗(yàn)證數(shù)值模擬軟件NUMECA模擬結(jié)果的可靠性。在壁面y+處于湍流模型的適用范圍的情況下，只改變網(wǎng)格數(shù)量來(lái)研究其對(duì)數(shù)值計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生的影響，并和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。結(jié)果表明，在網(wǎng)格數(shù)量超過(guò)77萬(wàn)以后，數(shù)值模擬的結(jié)果幾乎不發(fā)生改變，NUMEC

3、A軟件所模擬出來(lái)的結(jié)果的可靠性較高。
　　其后，本文對(duì)等中徑和等外徑設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子的性能進(jìn)行比較。比較結(jié)果表明,等中徑設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子在全工況范圍內(nèi)效率比等外徑設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子都要高，壓比在設(shè)計(jì)點(diǎn)附近也比后者高，但喘振裕度比后者小，綜合考慮壓比和效率對(duì)等中徑轉(zhuǎn)子進(jìn)行子午型線優(yōu)化，優(yōu)化結(jié)果表明，優(yōu)化轉(zhuǎn)子壓比、效率和喘振裕度都有所提高。
　　接著，本文對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行變間隙和稠度的研究。研究表明，隨著間隙增加，壓比、效率和喘振裕度會(huì)逐漸降低，轉(zhuǎn)子的峰