以設(shè)計(jì)點(diǎn)入口馬赫數(shù)為0.75的某高亞音速軸流壓氣機(jī)典型CDA葉型為研究對(duì)象,基于NUMECA軟件建立葉柵模型并劃分網(wǎng)格,用ANSYS CFX軟件對(duì)不同攻角、不同入口馬赫數(shù)時(shí)葉柵通道內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行仿真計(jì)算,并描述了損失特性隨沖角和入口馬赫數(shù)的變化情況。將計(jì)算結(jié)果同試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)比,驗(yàn)證了算法的有效性。然后通過(guò)自編程序進(jìn)行葉型優(yōu)化,改變了部分攻角下的攻角特性。計(jì)算結(jié)果表明:相較于原始葉型,優(yōu)化葉型總壓損失更低,工作范圍更大;在設(shè)計(jì)工況及非設(shè)計(jì)工況下,在保證正攻角工作范圍裕度的前提下,優(yōu)化葉柵的攻角工作范圍均向負(fù)攻角工作范圍方向拓寬。

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【部分圖文】：

圖1 葉柵模型

以某型燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)的第一級(jí)靜葉距葉根5.4%處葉根截面為研究對(duì)象,計(jì)算區(qū)域延伸至葉柵入口1倍弦長(zhǎng),出口段3倍弦長(zhǎng)處。葉柵模型如圖1所示,葉柵截面參數(shù)如表1所示。表1葉柵參數(shù)Tab.1Parametersofcascade參數(shù)數(shù)值相對(duì)葉高0.054節(jié)距/mm....

圖2 網(wǎng)格模型

計(jì)算網(wǎng)格如圖2所示。網(wǎng)格劃分后,應(yīng)用AnsysCFX流體分析軟件進(jìn)行三維計(jì)算,后處理時(shí)分析中間截面。根據(jù)葉柵內(nèi)實(shí)際流動(dòng)情況,控制方程選擇Navier-Stokes方程,湍流模型采用SST及GammaTheta轉(zhuǎn)捩模型。使葉片幾何模型上下截面相同,高度取100mm,結(jié)合進(jìn)口給....

圖3 進(jìn)口總壓、總溫沿周向分布

設(shè)定進(jìn)口湍流強(qiáng)度為5%(中等),在CFX的前處理器中,入口條件指定氣流的入口總壓、總溫,初場(chǎng)按進(jìn)口邊界條件給定為不均勻初場(chǎng)。出口條件給定出口靜壓。葉片上下截面設(shè)定為對(duì)稱(chēng)邊界,葉片交界面設(shè)定為傳遞性周期邊界。收斂準(zhǔn)則設(shè)置最大迭代步數(shù)為4000,殘差設(shè)置為1.0E-6。進(jìn)口處考慮邊....

圖4 葉片表面靜壓系數(shù)沿軸向分布

設(shè)計(jì)入口馬赫數(shù)0.75、0°攻角下,得到兩組葉片表面靜壓系數(shù)分布對(duì)比如圖4所示。圖4表明按CFD計(jì)算結(jié)果得到,葉片表面靜壓系數(shù)分布,與試驗(yàn)測(cè)量得出結(jié)果吻合較好。設(shè)計(jì)點(diǎn)馬赫數(shù)為0.75時(shí),總壓損失系數(shù)隨攻角的變化如圖5所示。

本文編號(hào)：4035306