隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提升和氣流通道的變革,風(fēng)扇/壓氣機(jī)分流環(huán)數(shù)目由一個(gè)變?yōu)槎鄠�(gè),幾何特征也漸趨多樣化和復(fù)雜化,這對(duì)分流環(huán)的設(shè)計(jì)方法提出了更嚴(yán)苛的要求。然而當(dāng)前單獨(dú)針對(duì)分流環(huán)的研究本身就比較缺乏,且大都聚焦于分流環(huán)附近流場(chǎng)及對(duì)整機(jī)性能的影響方面,關(guān)于分流環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論研究和方法探索幾乎處于空白。針對(duì)這一現(xiàn)狀,本文以風(fēng)扇/壓氣機(jī)分流環(huán)二維模型為研究對(duì)象展開了以下工作:（1）針對(duì)復(fù)雜分流環(huán)前緣提出了曲線擬合、翼型修正等初始設(shè)計(jì)方法,針對(duì)緊湊型內(nèi)涵發(fā)展了“中線分布+面積分布+厚度疊加”的初始設(shè)計(jì)方法。數(shù)值結(jié)果表明緩急相當(dāng)中線規(guī)律+先急后緩面積規(guī)律（c2+a1型）所調(diào)控的內(nèi)涵出口靜壓畸變程度小且總壓恢復(fù)能力強(qiáng);分流環(huán)壁面靜壓損失Bezier曲線擬合法最大,翼型修正法次之,圓弧參數(shù)法最小。（2）發(fā)展了適用于復(fù)雜分流環(huán)參數(shù)化設(shè)計(jì)的類別形狀轉(zhuǎn)換（CST）方法,通過實(shí)例檢驗(yàn)了CST參數(shù)化方法的擬合精度。提出了“試驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE）+自適應(yīng)模擬退火算法（ASA）全局尋優(yōu)”的組合優(yōu)化策略,發(fā)展了試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果的二次回歸模型分析方法,研究了不同設(shè)計(jì)變量對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)的影響規(guī)律。（3）基于Isight環(huán)境搭建了分流環(huán)... 

【文章來源】：西北工業(yè)大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

文獻(xiàn)[8]研究的兩種分流環(huán)形式

致分流環(huán)變形的主要原因。天大學(xué)的劉光熠[22]等開展了包含分流環(huán)結(jié)構(gòu)在過有限元方法研究了分流環(huán)支撐結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)載荷：機(jī)動(dòng)載荷作用下應(yīng)力集中點(diǎn)位置隨載荷改變而布在承力支板與內(nèi)、外機(jī)匣以及分流環(huán)的交接面裝配結(jié)構(gòu)對(duì)于壓氣機(jī)整體強(qiáng)度和疲勞壽命來說陽發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所的孫琪[23]等人對(duì)某型發(fā)動(dòng)層進(jìn)行了試驗(yàn)測(cè)量，并對(duì)比了長分流環(huán)和短分流）。結(jié)果表明：短分流環(huán)試件內(nèi)流動(dòng)特性較長分的劉長春[24]等采用有限元分析軟件 Ansys 對(duì)某接安裝的脫開失效載荷進(jìn)行了分析，對(duì)有限元計(jì)狀態(tài)非線性轉(zhuǎn)化為位移邊界條件，提高了計(jì)算用下，分流環(huán)外涵中部的徑向位移試驗(yàn)結(jié)果與計(jì)變形隨著載荷增大首先呈線性規(guī)律增大，隨后呈形。

圖 1-11 試驗(yàn)段常規(guī)分流環(huán)結(jié)構(gòu) 圖 1-12 向前延伸的特殊分流環(huán)結(jié)構(gòu)霍尼韋爾公司 Miller M J，Durschmidt D F[26-29]等人在 2004 年前后開發(fā)了一套集成化的壓氣機(jī)通流設(shè)計(jì)程序 UTFS（Universal Through-Flow System），可以用作風(fēng)扇、軸流/離心及組合壓氣機(jī)一體化設(shè)計(jì)。該程序改善了傳統(tǒng)流線曲率法將流道定義為計(jì)算站端點(diǎn)而無法調(diào)整流道型線的缺陷，并且在涉及分流問題時(shí)可以節(jié)省至少 30%的設(shè)計(jì)時(shí)間。該程序的另一個(gè)獨(dú)到之處是將分流環(huán)類比為一個(gè)中跨阻尼器，根據(jù)兩條流線曲率來定義分流環(huán)內(nèi)外壁面型線，同時(shí)在內(nèi)外涵各設(shè)兩個(gè)計(jì)算站來定義其軸向延伸區(qū)。這樣設(shè)計(jì)分流環(huán)結(jié)構(gòu)時(shí)充分考慮到流線曲率，又保證其不受計(jì)算站位置的限制。普度大學(xué)（Purdue University）的 Jacob C. Haderlie[30]等人運(yùn)用 Kriging[31]代理模型對(duì)某超音速進(jìn)氣道的分流環(huán)幾何進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而改善了該發(fā)動(dòng)機(jī)超音進(jìn)氣道的整體氣動(dòng)性能。在該優(yōu)化設(shè)計(jì)問題中，以分流環(huán)長度和前緣參數(shù)化可變系數(shù)為設(shè)計(jì)變量，以進(jìn)氣道和發(fā)動(dòng)機(jī)氣動(dòng)交界面（Aerodynamic InterfacePlane，AIP）的總壓恢復(fù)系數(shù)和徑向峰值畸變強(qiáng)度為兩個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo)，并采用 ε-[32]

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3596995