民用大涵道比風扇葉片氣動設(shè)計研究.pdf

1、風扇是渦扇發(fā)動機的重要組成部分，本文重點是研究民用大涵道比風扇葉片的氣動性能，在課題組工作基礎(chǔ)上，采用實驗室已有的優(yōu)化設(shè)計平臺，對現(xiàn)有某型號大涵道比風扇葉片進行優(yōu)化設(shè)計，通過對其優(yōu)化結(jié)果的分析與總結(jié)，進一步自行設(shè)計大涵道比風扇葉片并對其進行優(yōu)化設(shè)計。
　　本文主要分為以下三個部分：
　　第一部分，研究現(xiàn)有某型號大涵道比風扇的氣動性能并對其進行優(yōu)化設(shè)計。首先是使用商用Numeca軟件對其進行數(shù)值模擬，通過對其進行流場分析，了解

2、它的流動特性。以此為基礎(chǔ)，基于實驗室已有的優(yōu)化設(shè)計平臺，用數(shù)值最優(yōu)化方法結(jié)合葉輪機械正問題流場計算，實現(xiàn)對大涵道比風扇葉片積疊線、子午面流道、葉片型面和沿徑向弦長分布組合優(yōu)化設(shè)計，數(shù)值最優(yōu)化采用基于局域網(wǎng)的并行遺傳算法，流場計算采用Denton粘性體積力方法。優(yōu)化設(shè)計后，葉片穩(wěn)定工作流量范圍明顯增大且壓比近似不變，在大部分工作流量范圍內(nèi)效率提高0.5個百分點以上，最高效率點提高了近1個百分點。通過優(yōu)化算例，也驗證了該優(yōu)化設(shè)計方法的可行性

3、以及高效性。
　　第二部分，大涵道比風扇的初始設(shè)計。采用實驗室已有的準三維葉型設(shè)計軟件，該軟件以S1/S2兩類流面為基本思想，實現(xiàn)了大涵道比風扇葉片的初始設(shè)計，并采用Numeca軟件進行了初始葉片的校驗計算與性能分析，同時也驗證了該設(shè)計軟件的可行性與有效性。本次大涵道比風扇葉片的初始設(shè)計是以已有的風扇葉片作為參考，目的是為了能在降低葉片轉(zhuǎn)速情況下實現(xiàn)保證葉片的總體性能不變。
　　第三部分，對初始設(shè)計的風扇進行優(yōu)化設(shè)計。首先是