【摘要】：隨著現(xiàn)代航空工業(yè)的發(fā)展,具備高推重比、高效率的航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制能力是一個(gè)國(guó)家國(guó)防科技實(shí)力的體現(xiàn)。壓氣機(jī)作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件,其增壓比和效率直接影響航空發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)指標(biāo)。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)推重比不斷提升,壓氣機(jī)單級(jí)負(fù)荷逐漸提高,靜葉葉型彎角逐漸增大,內(nèi)部流動(dòng)更加復(fù)雜,不斷挑戰(zhàn)高性能、高穩(wěn)定性壓氣機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法提升壓氣機(jī)性能愈發(fā)困難,鼓包前緣葉片作為一種基于仿生學(xué)原理的新型設(shè)計(jì)方法,為壓氣機(jī)葉片設(shè)計(jì)開辟了一條新思路。本文首次嘗試將鼓包前緣設(shè)計(jì)應(yīng)用于葉型彎角很大的高負(fù)荷壓氣機(jī)靜子葉片中,探索鼓包前緣對(duì)流場(chǎng)的作用機(jī)理,研究鼓包前緣靜葉對(duì)壓氣機(jī)氣動(dòng)性能及穩(wěn)定性的影響,本文研究?jī)?nèi)容包括:(1)開展了全葉高鼓包前緣大彎角靜子葉柵氣動(dòng)性能數(shù)值模擬研究,包含對(duì)不同葉型彎角、鼓包前緣設(shè)計(jì)參數(shù)、不同負(fù)荷條件下的鼓包前緣大彎角靜子葉柵氣動(dòng)性能的數(shù)值模擬。結(jié)果表明:鼓包前緣可以在靜子葉柵大攻角工況顯著降低葉柵的總壓損失,提升葉柵的氣動(dòng)性能;鼓包幅值A(chǔ)m對(duì)葉柵的性能影響明顯,而鼓包個(gè)數(shù)影響相對(duì)較小;鼓包前緣對(duì)流場(chǎng)的影響是由于前緣位置形成的對(duì)渦結(jié)構(gòu),造成了前緣附近氣流的徑向遷移,從而改善了流場(chǎng)結(jié)構(gòu),提升了葉柵的性能;(2)開展了部分葉高鼓包前緣大彎角靜子葉柵氣動(dòng)性能數(shù)值模擬研究。結(jié)果表明:采用鼓包前緣部分葉高分布可以提升葉柵的氣動(dòng)性能,對(duì)于葉柵的性能提升作用僅存在于有鼓包分布的區(qū)域,對(duì)于沒有鼓包的區(qū)域沒有作用,在鼓包分布80%葉高范圍時(shí)鼓包前緣葉柵的氣動(dòng)性能最佳;(3)開展了鼓包前緣靜葉對(duì)某四級(jí)高負(fù)荷壓氣機(jī)第一級(jí)性能和穩(wěn)定性影響數(shù)值模擬研究。結(jié)果表明:鼓包前緣靜葉在大部分工況下可以增加壓氣機(jī)的效率和總壓比;鼓包前緣可以明顯改善壓氣機(jī)端壁區(qū)流場(chǎng),減小角區(qū)分離的范圍,拓寬壓氣機(jī)的穩(wěn)定工作范圍。綜上所述,鼓包前緣可以用于高負(fù)荷大彎角壓氣機(jī)靜子,不僅能夠提升壓氣機(jī)的氣動(dòng)性能,還能夠拓寬壓氣機(jī)的穩(wěn)定裕度。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V233

【參考文獻(xiàn)】

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2 趙俊明;張成義;馮永志;張宏濤;呂智強(qiáng);李長(zhǎng)寶;;基于某型壓氣機(jī)靜葉的端彎改型數(shù)值模擬[J];汽輪機(jī)技術(shù);2014年01期

3 李孝堂;崔英俊;;基于設(shè)計(jì)體系的高性能多級(jí)壓氣機(jī)綜合設(shè)計(jì)技術(shù)[J];航空發(fā)動(dòng)機(jī);2013年04期

4 王靖宇;楊榮菲;王志強(qiáng);胡駿;;可調(diào)靜子旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)位置對(duì)端區(qū)流動(dòng)的影響[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2012年11期

5 王志強(qiáng);胡駿;王英鋒;阮立群;;高壓壓氣機(jī)低速模擬試驗(yàn)[J];航空學(xué)報(bào);2012年05期

6 金鴻章;潘艷;楊波;;小攻角下駝背鯨減搖鰭的理論計(jì)算[J];船舶力學(xué);2010年11期

7 王掩剛;牛楠;趙龍波;周錚;;端壁抽吸位置對(duì)壓氣機(jī)葉柵角區(qū)分離控制的影響[J];推進(jìn)技術(shù);2010年04期

8 張麗紅;李偉杰;;仿生機(jī)翼流場(chǎng)的數(shù)值模擬[J];電腦知識(shí)與技術(shù);2010年16期

9 馮秀蓮;金東海;桂幸民;;葉片彎掠對(duì)壓氣機(jī)靜子葉片氣動(dòng)性能影響的三維數(shù)值模擬[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2009年10期

10 周楊;鄒正平;劉火星;葉建;;邊界層吹吸氣對(duì)高負(fù)荷擴(kuò)壓葉柵性能的影響[J];推進(jìn)技術(shù);2007年06期

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本文編號(hào)：2675426