鑒于多級(jí)風(fēng)扇/壓氣機(jī)核心設(shè)計(jì)技術(shù)的研發(fā)始終在高負(fù)荷高通流航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮系統(tǒng)的研制中占有重要地位,世界各國(guó)在高效、高負(fù)荷、高通流以及高可靠性壓縮系統(tǒng)領(lǐng)域不惜投入巨資,以此來(lái)滿(mǎn)足高推重比航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制需求。因此,深入理解并研究多級(jí)風(fēng)扇/壓氣機(jī)通道內(nèi)部流動(dòng)物理機(jī)制,探索利用有限空間內(nèi)的幾何約束引導(dǎo)流體向所需的方向流動(dòng),同時(shí)合理控制激波與附面層相互干擾,降低氣動(dòng)損失,達(dá)到高效熱功轉(zhuǎn)換的目的,并在此基礎(chǔ)上發(fā)展相關(guān)的壓縮系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù),將是一條拓展現(xiàn)代先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能極具潛力的技術(shù)途徑。本文以已經(jīng)公布實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的NASA Stage-67兩級(jí)跨音速軸流風(fēng)扇的設(shè)計(jì)參數(shù)為基礎(chǔ),通過(guò)一維、準(zhǔn)三維和全三維的設(shè)計(jì)方法對(duì)該兩級(jí)跨音速風(fēng)扇進(jìn)行氣動(dòng)設(shè)計(jì)研究,通過(guò)三維CFD技術(shù)獲取跨音速風(fēng)扇通道內(nèi)詳細(xì)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)與性能參數(shù),深入分析多級(jí)環(huán)境下跨音速擴(kuò)壓流動(dòng)與通道幾何邊界之間的關(guān)聯(lián)特征。在此基礎(chǔ)上,建立了該兩級(jí)跨音速風(fēng)扇通道（端壁+葉片）的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,并開(kāi)展相關(guān)的氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究與內(nèi)部流場(chǎng)診斷分析。最終,獲得了氣動(dòng)性能提升的新型兩級(jí)跨音速風(fēng)扇氣動(dòng)布局、相關(guān)的性能與流場(chǎng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。本文針對(duì)兩級(jí)跨音速風(fēng)扇通道端壁... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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飛機(jī)及其發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展[2]

壓氣機(jī)研究會(huì)不斷朝著更高水平發(fā)展。1.3 風(fēng)扇/壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)體系及內(nèi)部損失1.3.1 風(fēng)扇/壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)體系眾所周知，Navier-Stokes 方程是描述葉輪機(jī)械內(nèi)部流動(dòng)的基本微分方程形式。長(zhǎng)久以來(lái)，它一直是流體力學(xué)中最具普遍意義的基本物理模型。而人們對(duì)流動(dòng)機(jī)理的認(rèn)識(shí)并非一蹴而就，具有階段性、持續(xù)性、遞進(jìn)性的特點(diǎn)。另外不同時(shí)期、不同發(fā)展階段，相應(yīng)研究技術(shù)發(fā)展無(wú)法與理論深度同步。這導(dǎo)致在實(shí)際工程應(yīng)用方面，Navier-Stokes 方程得到了不同的簡(jiǎn)化處理，繼而引入了多種假設(shè)模型。于是形成了前期的一維設(shè)計(jì)方法，隨后形成了二維、準(zhǔn)三維設(shè)計(jì)方法以及全三維設(shè)計(jì)方法，乃至如今定常/非定常流場(chǎng)的研究現(xiàn)況。最初以簡(jiǎn)單的展向積疊為通流理論，以單級(jí)典型直葉片為氣動(dòng)研究對(duì)象。經(jīng)過(guò)理論深度認(rèn)識(shí)和設(shè)計(jì)技術(shù)的積累，葉輪機(jī)械內(nèi)流研究已經(jīng)深入到定�；蚍嵌ǔ５娜S流動(dòng)工況中，不僅僅是氣動(dòng)性能的單一研究，還伴隨著振動(dòng)、噪音等多學(xué)科交織發(fā)展的局面，其發(fā)展歷程如圖 1-2 所示。

圖 1-3 R. R. 公司伴隨優(yōu)化設(shè)計(jì)體系[9]壓縮系統(tǒng)內(nèi)部流動(dòng)損失分析化風(fēng)扇/壓氣機(jī)最主要的目的是最大限度地改善其內(nèi)部工質(zhì)流動(dòng)能損失，進(jìn)而提高風(fēng)扇/壓氣機(jī)的氣動(dòng)效率，拓寬其失速裕度并性。然而，要想充分掌握優(yōu)化設(shè)計(jì)的精髓，做到知其然并知其所就是對(duì)風(fēng)扇/壓氣機(jī)內(nèi)部各種流動(dòng)損失及其產(chǎn)生機(jī)理有一個(gè)深時(shí)也是為優(yōu)化設(shè)計(jì)工作的研究方向提供準(zhǔn)確的理論支持[10]。扇/壓氣機(jī)的流動(dòng)損失主要由上下通道的二次流損失、上下端壁和基本的葉型損失組成[11]。上下端壁的二次流損失指的是由葉致的泄漏損失、角區(qū)位置的流動(dòng)分離損失和氣封引起的泄漏損失流動(dòng)損失存在較大的差異性。通道二次流損失是在葉片通道這種中，由于高速氣流流動(dòng)而引起的損失，主要包括馬蹄渦（吸力面馬蹄渦）、通道渦（上通道渦、下通道渦）、壁角渦等渦系影響主的損失。由于風(fēng)扇/壓氣機(jī)的三維空間結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，動(dòng)葉與靜

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]多級(jí)軸流壓氣機(jī)氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 馬文生.清華大學(xué) 2009



本文編號(hào)：2940406