發(fā)布時間：2017-07-25 21:05

  本文關(guān)鍵詞：基于S2流面的壓氣機葉片造型設計研究及性能分析

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【摘要】：壓氣機葉片的氣動性能對壓氣機的壓比以及損失的大小具有重要影響作用。因此能否設計出符合氣動要求的葉片是壓氣機設計中必不可少的環(huán)節(jié)。本文研究了基于S2流面的壓氣機葉片造型設計方法。給定一維計算結(jié)果和徑向環(huán)量分布,通過流線曲率法求得各參數(shù)沿著葉高的變化情況,獲取氣流進/出氣角沿徑向的分布規(guī)律。根據(jù)Carter落后角數(shù)學模型,求得葉片的幾何出口角沿葉高的變化規(guī)律,該參量將會作為葉片造型設計中的重要參數(shù)。以VC++作為開發(fā)平臺,在Nussyppag體系下,開發(fā)專門用于葉片造型設計的自由曲線等一系列工具,完成二維葉柵設計。在二維葉柵生成三維葉片過程中,采用葉尖、葉中和葉根處的葉柵作為初始基元級,根據(jù)積疊線的形狀,位置以及通道的類型,通過平移生成三維葉片。通過S2反設計方法計算,再結(jié)合經(jīng)驗公式,計算出葉柵造型的幾何設計參數(shù)。葉片生成后,采用CFD軟件對該葉片進行流場計算。該葉片在設計點時的流量為20.23kg/s,效率可以達到0.844。
【關(guān)鍵詞】：S2流面 壓氣機 葉片造型 Nurbs曲線 流場分析
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V233
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 研究背景及意義14-15
• 1.2 S1/S2流面設計理論15-16
• 1.3 葉片造型技術(shù)16-17
• 1.3.1 葉柵造型技術(shù)16-17
• 1.3.2 NURBS技術(shù)17
• 1.4 研究內(nèi)容與技術(shù)路線17-19
• 1.4.1 研究內(nèi)容17-18
• 1.4.2 技術(shù)路線18-19
• 1.5 論文結(jié)構(gòu)19-20
• 第二章 壓氣機氣動設計20-28
• 2.1 一維氣動設計20-21
• 2.2 S2反設計方法21-26
• 2.2.1 S2流面計算假定21-22
• 2.2.2 徑向平衡方程22-24
• 2.2.3 流量校核24
• 2.2.4 通流面積阻塞24-25
• 2.2.5 壓氣機損失25-26
• 2.3 S2流面設計程序開發(fā)26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 參數(shù)化曲線造型方法28-43
• 3.1 參數(shù)化造型方法的發(fā)展及優(yōu)勢28-29
• 3.2 貝齊爾曲線29-35
• 3.2.1 貝齊爾曲線方程29-30
• 3.2.2 貝齊爾曲線的遞推定義30-32
• 3.2.3 貝齊爾曲線性質(zhì)32
• 3.2.4 貝齊爾曲線的升階32-33
• 3.2.5 貝齊爾曲線的求導33-35
• 3.2.6 算例分析35
• 3.3 B樣條曲線35-40
• 3.3.1 B樣條曲線方程35-36
• 3.3.2 B樣條的遞推定義36-37
• 3.3.3 B樣條的局部性質(zhì)37-38
• 3.3.4 節(jié)點對B樣條曲線的影響38-39
• 3.3.5 算例分析39-40
• 3.4 NURBS曲線40-42
• 3.4.1 有理分式形式41
• 3.4.2 權(quán)因子的作用41-42
• 3.5 曲線造型方法程序開發(fā)42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 第四章 二維葉柵造型43-62
• 4.1 葉片造型設計43
• 4.2 中弧線+厚度分布法葉片造型43-51
• 4.2.1 原始葉型44-45
• 4.2.2 中弧線設計方法45-51
• 4.2.3 厚度分布51
• 4.3 幾何參數(shù)的給定51-53
• 4.3.1 葉柵稠度的確定51-52
• 4.3.2 落后角的確定52-53
• 4.4 葉型參數(shù)化設計方法53-58
• 4.4.1 壓氣機葉柵造型過程54-55
• 4.4.2 葉背/葉盆曲線造型55-57
• 4.4.3 曲率優(yōu)化57-58
• 4.5 參數(shù)化曲線造型軟件開發(fā)58-59
• 4.6 壓氣機葉柵造型實例及性能分析59-61
• 4.6.1 二維葉柵造型實例59
• 4.6.2 參數(shù)對葉型的調(diào)控能力檢測59-60
• 4.6.3 二維葉柵性能計算60-61
• 4.7 本章小結(jié)61-62
• 第五章 三維葉片造型及流場計算62-74
• 5.1 三維葉片生成62-64
• 5.1.1 積疊線62-63
• 5.1.2 二維葉柵坐標變換63-64
• 5.1.3 通道類型64
• 5.2 三維葉片程序開發(fā)64-65
• 5.3 壓氣機葉片造型實例65-68
• 5.3.1 不同積疊位置點的葉片造型實例66-67
• 5.3.2 不同積疊線的葉片造型67-68
• 5.4 三維葉片流場計算68-72
• 5.4.1 三維葉片流場計算分析68-70
• 5.4.2 最大圓直徑對葉片性能的影響70-72
• 5.4.3 非設計點的流場計算72
• 5.5 本章小結(jié)72-74
• 第六章 總結(jié)74-75
• 參考文獻75-77
• 致謝77

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 陳鐵,劉儀,劉斌,向一敏;軸流式葉輪機械葉型的參數(shù)設計方法[J];西安交通大學學報;1997年05期

2 張長生 ,王小莉;軸流壓氣機設計點流動損失的預估和分析[J];航空動力學報;1993年01期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

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3 袁春;斜流葉輪的氣動設計及葉片造型[D];西北工業(yè)大學;2002年

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本文編號：573245