本文關(guān)鍵詞：小流量渦輪葉片三維造型對流動影響的研究

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【摘要】：在直升機的發(fā)展過程中,幾乎所有的直升機性能特性都取決于其發(fā)動機性能,而渦輪是渦軸發(fā)動機中的核心部件之一,其性能的優(yōu)劣直接制約著渦軸發(fā)動機甚至直升機的發(fā)展。與其它航空燃氣輪機相比,渦軸發(fā)動機具有流量小、轉(zhuǎn)速高、體積小等特點,這也就直接導致了渦輪內(nèi)流場結(jié)構(gòu)復雜,葉片的展弦比低,流道內(nèi)進口附面層較厚,占整個葉高的百分比增大,導致強的二次流產(chǎn)生,同時低能流體在端區(qū)集聚,損失增加。本文以某型渦軸發(fā)動機動力渦輪為研究對象,對第一級靜葉進行彎扭葉片設(shè)計,通過對常規(guī)葉片和彎扭葉片葉柵級計算結(jié)果進行了對比,得到采用彎扭葉片給級的流場帶來的變化,從通道渦的發(fā)展及效率和密流沿葉高的分布等方面分析了級效率升高的原因。研究了不同彎角下采用彎葉片對靜葉和動葉流場的影響,分析了各氣動參數(shù)隨彎角改變的變化趨勢及原因,同時對靜葉和動葉間的匹配進行了研究。在最佳彎角的基礎(chǔ)上進行扭曲設(shè)計,靜葉扭曲后對動葉產(chǎn)生影響,從二次流發(fā)展及效率和密流沿葉高分布的角度研究了級效率變化的原因,同時研究了葉片折轉(zhuǎn)角改變后對匹配的影響。對彎扭葉片進行了非定常計算,并與定常計算結(jié)果進行了對比,發(fā)現(xiàn)定常與非定常時均結(jié)果得到的二次流的影響作用機理不同,這是由于動靜葉交界面上是否采用混合平面處理方法導致的。通過本文的研究,得到了小流量渦軸發(fā)動機中應(yīng)用彎扭葉片時的設(shè)計方法,積累了葉片彎曲和扭轉(zhuǎn)的設(shè)計經(jīng)驗,為小流量渦輪葉片的設(shè)計提供了一定的參考。
【關(guān)鍵詞】：渦軸發(fā)動機 動力渦輪 彎扭葉片 二次流 非定常
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V235.12
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題來源9
• 1.2 課題研究的背景和意義9-10
• 1.3 國內(nèi)外葉片全三維設(shè)計技術(shù)發(fā)展概述10-12
• 1.4 國內(nèi)外非定常設(shè)計技術(shù)發(fā)展概述12-13
• 1.5 二次流損失及其影響因素13-14
• 1.6 本文研究的內(nèi)容14-16
• 第2章 數(shù)值模擬方法16-22
• 2.1 引言16-17
• 2.2 網(wǎng)格生成及計算軟件簡介17
• 2.3 控制方程及湍流模型17-20
• 2.3.1 控制方程17-18
• 2.3.2 標準k-ε 兩方程模型18-19
• 2.3.3 RNG k-ε 模型19
• 2.3.4 SST湍流模型及γ-Reθ轉(zhuǎn)捩模型19-20
• 2.4 三維葉片造型數(shù)值模擬方法20-21
• 2.4.1 葉片彎曲和扭轉(zhuǎn)方法20
• 2.4.2 網(wǎng)格劃分方法及邊界條件20-21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 第3章 常規(guī)葉片與彎扭葉片三維計算對比分析22-33
• 3.1 引言22
• 3.2 數(shù)值計算結(jié)果分析22-31
• 3.2.1 一維總體參數(shù)分析22
• 3.2.2 氣動參數(shù)沿葉高分布22-29
• 3.2.3 出.截面熵增分布云圖29
• 3.2.4 沿葉高不同S1截面參數(shù)云圖29-30
• 3.2.5 三維流線及壁面極限流線30-31
• 3.3 本章小結(jié)31-33
• 第4章 彎扭葉片設(shè)計方法33-60
• 4.1 引言33
• 4.2 不同彎角條件彎葉片動靜葉匹配研究33-46
• 4.2.1 一維總體參數(shù)分析33-34
• 4.2.2 氣動參數(shù)沿葉高分布34-41
• 4.2.3 出.截面熵增分布云圖41-43
• 4.2.4 型面壓力分布43-44
• 4.2.5 沿葉高不同S1截面參數(shù)云圖44-45
• 4.2.6 三維流線及壁面極限流線45-46
• 4.3 葉片扭曲對級效率及動靜葉匹配的分析46-58
• 4.3.1 一維總體參數(shù)分析47-48
• 4.3.2 氣動參數(shù)沿葉高分布48-53
• 4.3.3 出.截面熵增分布云圖53-54
• 4.3.4 型面壓力分布54-55
• 4.3.5 沿葉高不同S1截面參數(shù)云圖55-56
• 4.3.6 三維流線及壁面極限流線分析56-58
• 4.4 本章小結(jié)58-60
• 第5章 彎扭葉片的非定常研究60-73
• 5.1 引言60
• 5.2 定常計算和非定常計算結(jié)果對比分析60-72
• 5.2.1 一維參數(shù)60-63
• 5.2.2 氣動參數(shù)沿葉高分布63-67
• 5.2.3 出.截面熵增分布云圖67-69
• 5.2.4 不同葉高熵增分布云圖69-72
• 5.3 本章小結(jié)72-73
• 結(jié)論73-75
• 參考文獻75-79
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果79-81
• 致謝81-82
• 個人簡歷82

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 顏培剛,王松濤,馮國泰;氣冷渦輪級葉柵非定常流場數(shù)值模擬[J];工程熱物理學報;2005年03期

2 王仲奇，蘇杰先，鐘兢軍;彎扭葉片柵內(nèi)減少能量損失機理研究的新進展[J];工程熱物理學報;1994年02期

3 周遜,韓萬金,呂智強;后部加載葉型直葉片和彎葉片葉柵中能量損失變化的實驗研究[J];航空動力學報;2004年01期

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本文編號：703942