基于流固耦合的葉片氣動彈性分析.pdf

1、葉輪機氣動彈性力學是流固耦合問題的重要分支。流場作用在彈性結構葉片上會產生氣動力,氣動力使得葉片振動產生變形,結構的變形又會改變流場分布,從而產生新的作用力。當振幅不斷增加時,葉片就會產生顫振。
　　 本文對平板葉柵進行氣動彈性穩(wěn)定性試驗研究,觀察到顫振過程,分析了葉片顫振時葉尖上方壁面處壓力脈動與葉片振動之間的關系。在對流固耦合原理和數(shù)值模擬求解過程進行詳細分析的基礎上,研究如何使用流體力學軟件CFX,結構有限元分析軟件ANS

2、YS和兩者間的耦合平臺進行流固耦合計算。并應用這種方法對試驗用平板葉片進行氣動彈性數(shù)值模擬,得到葉片在不同來流速度下的位移響應和壓力脈動響應,與試驗結果進行對比,說明了這種方法的可行性。應用同樣方法研究了NACA0012直葉片的氣動彈性穩(wěn)定性,得到其關于攻角和來流馬赫數(shù)的顫振邊界,并得出以下結論:葉尖上方壁面處靜壓響應與振動位移響應的變化趨勢相同,并且壓力脈動頻率與顫振頻率一致,均接近葉片的固有頻率,這為葉片顫振預測提供了一種新思路。最