跨聲速低反力度壓氣機動葉性能優(yōu)化研究.pdf

1、低反力度吸附式壓氣機的設(shè)計思想為：在保證轉(zhuǎn)子高效流動的條件下，應(yīng)用主動流動控制技術(shù)對靜子內(nèi)部復(fù)雜的二次流動進行有效整合，從而實現(xiàn)整機高負荷設(shè)計。因此，對于此類型壓氣機，在兼顧附面層抽吸能力的前提下，如何設(shè)計出一高效、高負荷的轉(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流，而在跨聲速條件下，激波的存在使得轉(zhuǎn)子內(nèi)部流動更為復(fù)雜，幾何構(gòu)型變化將會對轉(zhuǎn)子的氣動性能產(chǎn)生怎樣的影響是值得深入研究的，基于此原因，本文以某三級高負荷吸

2、附式壓氣機首級跨聲速轉(zhuǎn)子作為研究對象，借助數(shù)值模擬的方法，詳細地分析了幾何參數(shù)變化、葉片三維造型對轉(zhuǎn)子流場結(jié)構(gòu)的影響，旨在進一步提升轉(zhuǎn)子氣動性能。
　　首先，本文采用Rotor37轉(zhuǎn)子進行數(shù)值模擬，以驗證數(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)量來研究其對數(shù)值計算結(jié)果產(chǎn)生的影響，并和實驗數(shù)據(jù)進行比較。結(jié)果表明，在網(wǎng)格數(shù)量超過77萬以后，數(shù)值模擬的結(jié)果幾乎不發(fā)生改變，NUMEC

3、A軟件所模擬出來的結(jié)果的可靠性較高。
　　其后，本文對等中徑和等外徑設(shè)計的轉(zhuǎn)子的性能進行比較。比較結(jié)果表明,等中徑設(shè)計的轉(zhuǎn)子在全工況范圍內(nèi)效率比等外徑設(shè)計的轉(zhuǎn)子都要高，壓比在設(shè)計點附近也比后者高，但喘振裕度比后者小，綜合考慮壓比和效率對等中徑轉(zhuǎn)子進行子午型線優(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，本文對轉(zhuǎn)子進行變間隙和稠度的研究。研究表明，隨著間隙增加，壓比、效率和喘振裕度會逐漸降低，轉(zhuǎn)子的峰