伴隨著推重比的不斷提高,航空渦輪發(fā)動機對壓氣機部件氣動性能的要求也愈來愈高。壓氣機必須在保持高效率和足夠喘振裕度的前提下以更少的級數(shù)達到更高的壓比,因此研制高負荷、高性能葉柵對提高壓氣機氣動性能起著至關重要的作用。本文采用數(shù)值模擬方法,在保證整體性能參數(shù)不變的基礎上,將某型單級高負荷跨聲速風扇進行了改型設計,從中探討彎扭掠葉片在高負荷跨聲速風扇改型設計中的應用以及提高風扇氣動性能的途徑。為了獲得較高的單級風扇設計指標,在單級風扇的設計基礎上,保留靜子或轉(zhuǎn)子,在級的環(huán)境下,使用商業(yè)軟件完成了傾、掠動葉片或端彎靜葉片的匹配設計。在具有傾、掠動葉片的單級風扇中,由于充分利用了動葉片軸向掠和切向傾斜的設計特點并將兩項技術進行了合理的綜合,顯著地改善了轉(zhuǎn)子流場結構。對具有端彎靜葉片單級風扇的三維數(shù)值模擬表明,應用端彎設計技術能夠控制靜葉片根部的壓力場,從而減緩附面層沿流向的增厚;同時,在設計過程中能夠調(diào)整葉片的葉型厚度分布和中弧線的折轉(zhuǎn)規(guī)律,控制沿局部弦長的擴壓速率,改善吸力面附面層的流動,并抑制附面層在吸力面可能出現(xiàn)的局部分離。本文還完成了動葉片掠、傾和靜葉片彎、扭、掠各自由度之間的匹配設計。... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

CW-1葉型

圖 1-2 CW-1 葉型 圖 1-3 預壓縮超聲速葉柵流動圖1.2.2 彎扭葉片1989 年，Минюшкин[2]首次闡述了傾斜葉片的理念，即通過控制葉片的徑向生成線與輪轂和外殼表面斜交，從而控制徑向壓力梯度來改善徑向二次流。作為傾斜葉片的再次發(fā)展，1962 年和 1964 年首次由葉片彎扭聯(lián)合氣動成型理論首次由王仲奇院士及其導師[3，4]提出。從考慮了葉片徑向力分量的完全徑向平衡方程中看出[5],葉片的周向彎曲最初是為了保證級內(nèi)沿葉高的等反力度分布。FmCrCrCrmmum 2222sincos1 P （1-1）式中，uC 表示周向分速度，mC 表軸向分速度，P 表壓力，r 為半徑， 表示軸

仲奇教授[7]提出了邊界層徑向遷移理論。他認為，引因不是反力度沿著葉高的分布，靜壓在葉柵通道內(nèi)特分布才是損失產(chǎn)生的根源。數(shù)值計算的結果進一步發(fā)通道內(nèi)，靜壓分布在葉根區(qū)域呈現(xiàn)出逆壓梯度，在葉服從 C 型靜壓分布。 C 型靜壓分布會端壁區(qū)的能量內(nèi)主流區(qū)會吸引并帶走端壁附面層內(nèi)的低速流體。這核心內(nèi)容，見圖 1-4。多研究和試驗也進一步證實了該理論。凌敬[8]等用數(shù)值角區(qū)分離改變吸力面靜壓分布，呈現(xiàn)“C”型壓力分布加厚，中弧線撓度變大，最厚處后移至吸力面最厚處增大將改變分離形式。楊彤[9]等采用非定常數(shù)值模擬對究，分析顯示，彎曲葉片設計可以有效抑制葉片表面

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：2935347