跨-超音速低反力度壓氣機動葉內(nèi)部激波結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、壓氣機作為航空發(fā)動機的關(guān)鍵部件之一，其單級負荷的提升對于航空發(fā)動機整體性能的提升具有非常重要的意義。負荷提升可以通過1）增加動葉切線速度、2）增加扭速來實現(xiàn)。動葉切線速度的提升導致了跨/超音速壓氣機的產(chǎn)生?？?超音速壓氣機葉柵通道內(nèi)會產(chǎn)生激波，帶來流動損失，而同時，氣流靜壓升的獲得也很大程度上要靠激波來實現(xiàn)。因此，要實現(xiàn)高效高負荷跨/超音速壓氣機的設(shè)計，就必須對葉柵通道內(nèi)激波相關(guān)問題進行深入的研究。本文以基于低反力度壓氣機設(shè)計思想的某三

2、級高負荷壓氣機首級動葉柵為模型，深入的考察了其葉柵流道內(nèi)的激波結(jié)構(gòu)及其變化規(guī)律，在此基礎(chǔ)上對原有葉型進行了改型設(shè)計的嘗試。
　　為驗證計算方法的適用性，首先以NASA Rotor37為模型，進行了計算方法和網(wǎng)格無關(guān)性的驗證。結(jié)果表明，當網(wǎng)格數(shù)目達到一定程度之后，計算結(jié)果和試驗結(jié)果之間一致度很高，證明本文所采用的計算方法、湍流模型等對該類跨/超音速壓氣機葉柵內(nèi)的高速流動問題具有強的適用性。
　　本文所研究動葉柵在子午造型上具有

3、一定特殊性，導致基于常規(guī)基元級理論的二維平面葉柵計算方法準確性下降，因此作者針對該動葉設(shè)計了一套“薄層流場”的計算方法，將其計算結(jié)果與二維平面葉柵計算結(jié)果、三維全葉高流場計算結(jié)果進行了比較。結(jié)果證明，薄層流場相較于二維流場能更好的模擬三維流動、從而更好的體現(xiàn)出葉型流場的流動特點?；诖耍瑢υ搫尤~柵的激波結(jié)構(gòu)有了一定的認識，也為后文的改型設(shè)計打下了基礎(chǔ)。
　　接下來，對該動葉進行了變稠度、變展弦比和變轉(zhuǎn)速研究，考察了在以上三個參數(shù)發(fā)