三級(jí)風(fēng)扇數(shù)值優(yōu)化及二維翼型失速流動(dòng)和雷諾數(shù)影響研究.pdf

1、本文對(duì)某三級(jí)風(fēng)扇進(jìn)行數(shù)值優(yōu)化，以提高其氣動(dòng)性能。為充分反映葉排間的相互作用，優(yōu)化過(guò)程在全三級(jí)環(huán)境中完成。原葉型的流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果顯示，第二級(jí)靜葉根部通道渦的存在及其誘發(fā)的第二、三級(jí)靜葉吸力面根部分離，限制了風(fēng)扇性能的進(jìn)一步提高。本文針對(duì)流場(chǎng)分析結(jié)果，運(yùn)用彎掠葉片技術(shù)，通過(guò)改變?nèi)~片沿周向、軸向的積疊規(guī)律對(duì)第二、三級(jí)靜葉實(shí)施優(yōu)化，并借助NUMECA軟件的Design3D軟件包參數(shù)尋優(yōu)。 優(yōu)化結(jié)果表明，第二級(jí)靜葉采用適當(dāng)?shù)膹澣~型或第三級(jí)靜

2、葉采用適當(dāng)?shù)穆尤~型都可以使三級(jí)風(fēng)扇的整體性能得到改善，但在性能改善的程度和作用機(jī)制上存在差異。流場(chǎng)分析表明，多級(jí)環(huán)境中彎或掠葉片都可以通過(guò)改變沿徑向密流分布對(duì)其它葉排施加影響，都能借助低能流體遷移控制端壁流動(dòng)，但掠葉片同時(shí)具有對(duì)主流的遷移作用，這就使得掠葉片對(duì)沿徑向密流分布的影響要大于彎葉片；隨轉(zhuǎn)速下降，彎葉片的流體遷移作用被增強(qiáng)，掠則相反。此外發(fā)現(xiàn)，在多級(jí)環(huán)境中分別優(yōu)化獲得的彎、掠葉片，組合應(yīng)用后并未能獲得雙重的性能收益。 在

3、973項(xiàng)目資助下，本文還進(jìn)行了二維翼型失速流動(dòng)和雷諾數(shù)影響的數(shù)值研究。K-ω SST湍流模型與單方程的SA模型被結(jié)合使用，以適應(yīng)大攻角范圍翼型繞流的數(shù)值模擬。計(jì)算結(jié)果顯示：隨攻角增大，上翼面由尾緣分離渦過(guò)渡到前后緣交替脫落分離渦后，分離渦對(duì)下翼面壓力分布有較大影響。來(lái)流攻角的繼續(xù)增大會(huì)使這種影響減至很小，而前后緣分離渦的脫落時(shí)間間隔增大。雷諾數(shù)變化主要影響上翼面前后緣出現(xiàn)交替脫落分離渦時(shí)的攻角區(qū)域，且雷諾數(shù)越大，雷諾數(shù)變化引起的升阻系數(shù)