高負(fù)荷風(fēng)扇靜葉柵氣動(dòng)特性的數(shù)值研究.pdf

1、風(fēng)扇/壓氣機(jī)作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)核心部件之一，其在不同狀態(tài)點(diǎn)的性能將直接對(duì)整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作產(chǎn)生重要影響。高負(fù)荷高性能風(fēng)扇是渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)高推重比的關(guān)鍵部件。因此，對(duì)高負(fù)荷風(fēng)扇進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)研究有重要的意義。本文以某高負(fù)荷風(fēng)扇的末級(jí)靜子實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ妥鳛檠芯繉?duì)象，應(yīng)用NUMECA軟件進(jìn)行流場(chǎng)求解。分析了設(shè)計(jì)工況與非設(shè)計(jì)工況下靜葉流場(chǎng)參數(shù)與流場(chǎng)分布云圖，對(duì)靜葉的氣動(dòng)性能開展了細(xì)致的研究，為靜子扇形葉柵風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)奠定了數(shù)值基礎(chǔ)。
　　 本文首先論證

2、了通過(guò)在靜子前加裝導(dǎo)葉來(lái)實(shí)現(xiàn)級(jí)內(nèi)靜葉進(jìn)口氣流參數(shù)分布的可行性，給出了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。利用NUMECA軟件生成多套計(jì)算域網(wǎng)格，以便適應(yīng)多攻角條件下靜子的流場(chǎng)參數(shù)。在設(shè)計(jì)位置，通過(guò)改變導(dǎo)葉進(jìn)口總壓來(lái)研究不同來(lái)流馬赫數(shù)時(shí)靜子的流場(chǎng)特性。改變導(dǎo)葉安裝角，調(diào)整出口氣流方向，獲得相對(duì)靜子而言不同進(jìn)口氣流角的計(jì)算結(jié)果。
　　 然后，本文對(duì)高負(fù)荷風(fēng)扇的末級(jí)靜子在設(shè)計(jì)攻角下的流場(chǎng)特性進(jìn)行了詳細(xì)的研究。重點(diǎn)分析了導(dǎo)葉的總壓損失系數(shù)，靜葉的進(jìn)口氣流角

3、、進(jìn)口馬赫數(shù)、進(jìn)口總壓、出口氣流角、出口馬赫數(shù)、出口總壓和靜葉總壓損失系數(shù)等流場(chǎng)參數(shù)。研究表明，本文設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ湍軌蜉^好的保證靜葉氣口氣流角與原型角相符合。導(dǎo)葉的流動(dòng)損失較小，設(shè)計(jì)合理。進(jìn)口馬赫數(shù)變化對(duì)靜葉中徑附近20％-60％葉高影響較大，尤其是在40％葉高處流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)受來(lái)流馬赫數(shù)的影響最大。
　　 最后，本文對(duì)變攻角變馬赫數(shù)條件下的末級(jí)靜子的流場(chǎng)特性進(jìn)行了全面的分析。靜葉進(jìn)口變馬赫數(shù)情況下，靜葉的總壓損失系數(shù)隨著馬赫數(shù)