高負荷分叉擴壓葉片設計方法及其氣動性的數(shù)值研究.pdf

1、本課題在重點研究高負荷擴壓葉片的基礎上，提出了一種分叉擴壓葉柵的氣動設計新概念，即分叉葉片結構。將其與葉片三維氣動成型設計技術相結合，彌補擴壓葉柵由于徑向位置的增加而導致的葉柵稠度降低，葉片對氣流的約束效果下降，進而減小氣流折轉角的不足的缺點。該技術的特點是不需要額外附加能量和裝置即可改善柵內流場、葉片負荷分布的分布規(guī)律，這對于結構緊湊的高性能航空發(fā)動機設計顯得尤為重要。
　　本課題以高負荷通流風扇靜子為參考對象，在低馬赫數(shù)和高馬

2、赫數(shù)兩種工況條件下，全面地研究分叉靜子的流動控制規(guī)律特征、損失產生的機理性規(guī)律與流場結構之間的關聯(lián)，尋求所存在的流動匹配機理，拓展可實現(xiàn)的氣動性能潛力。在研究結果表明，在低馬赫數(shù)條件（Ma=0.22）下，驗證了分叉葉片結構對葉片變工況性能的提升。在接近真實壓氣機工況的高馬赫數(shù)條件（Ma=0.72）,優(yōu)化分叉參數(shù)后的分叉葉片在2度，5度和8度攻角下，總壓損失系數(shù)較常規(guī)直葉片分別降低了11.79％，15.39%，15.37%?？梢娫诖蠊ソ窍?/p>

3、，分叉葉片顯著改善柵內流動狀況。
　　通過數(shù)值模擬對研究對象的定量研究，本文主要探究了不同工況下分叉靜子的空氣動力學性能，探究了分叉葉片設計參數(shù)。研究了分叉葉片葉柵流場常規(guī)參數(shù)，深度分析了分叉葉片的變稠度特性，負荷分配機制與雙尾跡特性，并通過引入渦動力學深入研究了角區(qū)分離的渦動力學根源。通過與常規(guī)葉片的對比，總結了分叉葉片引入分叉段后對流場的整體影響。
　　研究成果將為進一步拓展先進壓縮系統(tǒng)氣動性能奠定理論基礎，根據(jù)分叉葉柵