本文關鍵詞：組合式壓氣機通流特性預測程序設計

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【摘要】：壓氣機作為航空發(fā)動機中最為復雜的部件之一,由于技術含量高,設計難度大,常常成為航空發(fā)動研制過程中的技術瓶頸,其性能的優(yōu)劣也將直接影響航空發(fā)動機的性能。雖然如今三維數(shù)值模擬技術日益成熟,但是在目前的壓氣機設計系統(tǒng)中,通流計算由于具有速度快、指向性明確的優(yōu)點,仍然是最為核心的技術,并受到持續(xù)關注和改進。本論文主要探討了通流計算正問題即通流特性預測在壓氣機中的應用,主要工作包含以下幾個方面。推導了適用于軸流、離心以及組合式壓氣機通流流動的流線曲率方程,該方程考慮了離心壓氣機計算站特點,并包含了葉片力影響。在研究大量通流特性預測的經(jīng)驗模型基礎上,分別針對軸流壓氣機與離心壓氣機,選取了相對合適的經(jīng)驗模型。對離心壓氣機經(jīng)驗模型的展向與流向分布規(guī)律進行了初步探索,使平均流線的一維模型可以應用于二維通流特性計算。基于本文推導的流線曲率方程以及相關的經(jīng)驗模型,使用Fortran90基于面向?qū)ο蟮木幊趟季S開發(fā)了通流特性預測程序。通過兩個軸流壓氣機算例、兩個離心壓氣機算例以及一個組合式壓氣機算例與NUMECA結果以及實驗數(shù)據(jù)的對比,初步驗證了通流特性預測程序的有效性。本文所開發(fā)的通流特性預測程序具備了一定的通用性,但其準確性需要通過經(jīng)驗模型的改進來不斷地提高,進而真正的應用于工程實踐。
【關鍵詞】：組合式壓氣機 通流計算 特性預測 流線曲率法
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V233
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 本文研究背景及意義9-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢12-15
• 1.2.1 通流特性預測方法的發(fā)展12-13
• 1.2.2 通流特性預測經(jīng)驗模型的發(fā)展13-15
• 1.3 本文研究內(nèi)容15-16
• 第2章 流線曲率通流特性預測方法16-28
• 2.1 流線曲率法理論基礎16-17
• 2.2 控制方程推導17-23
• 2.2.1 柱坐標系下三維流動方程17
• 2.2.2 考慮葉片力的通流特性預測方程17-23
• 2.3 封閉關系式23-25
• 2.4 流線曲率計算25
• 2.5 初始網(wǎng)格生成25-26
• 2.6 流線曲率法求解流程26-28
• 第3章 通流特性預測的經(jīng)驗模型28-48
• 3.1 軸流壓氣機經(jīng)驗模型28-37
• 3.1.1 進口導葉經(jīng)驗模型28-30
• 3.1.2 動葉與靜葉落后角模型30-35
• 3.1.3 動葉與靜葉損失模型35-37
• 3.2 離心壓氣機經(jīng)驗模型37-42
• 3.2.1 滑移因子37-38
• 3.2.2 葉輪出口阻塞因子38-39
• 3.2.3 損失模型39-41
• 3.2.4 滑移位置41-42
• 3.3 離心壓氣機經(jīng)驗模型分布規(guī)律42-47
• 3.3.1 損失展向分布42-45
• 3.3.2 損失流向分布45-46
• 3.3.3 堵塞因子與脫軌角流向分布46-47
• 3.4 小結47-48
• 第4章 通流特性預測程序架構48-55
• 4.1 代碼風格48-50
• 4.1.1 面向過程模型49-50
• 4.1.2 面向?qū)ο竽Ｐ?/span>50
• 4.2 命名規(guī)則50-52
• 4.3 程序架構52-55
• 4.3.1 程序模塊52
• 4.3.2 程序流程52-55
• 第5章 算例校驗55-71
• 5.1 軸流壓氣機通流特性預測校驗55-63
• 5.1.1 Rotor 67算例55-57
• 5.1.2 某四級軸流壓氣機算例57-63
• 5.2 離心壓氣機通流特性預測校驗63-67
• 5.2.1 LSCC算例63-65
• 5.2.2 HPCC算例65-67
• 5.3 某組合式壓氣機通流特性預測校驗67-70
• 5.4 小結70-71
• 結論71-72
• 參考文獻72-76
• 附錄 符號列表76-77
• 攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單77-78
• 致謝78

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