先進(jìn)渦輪氣動設(shè)計(jì)規(guī)律的研究.pdf

1、低壓渦輪作為燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)重要的組成部分，對整個發(fā)動機(jī)質(zhì)量和效率都有很大的影響。目前，渦輪的性能已達(dá)到了較高的水平，而且，還在向著更高效、高負(fù)荷的方向發(fā)展。隨著CFD在計(jì)算方法研究和應(yīng)用程序開發(fā)方面的巨大進(jìn)步，渦輪設(shè)計(jì)現(xiàn)已進(jìn)入了可以考慮三維聯(lián)合氣動成型的“先進(jìn)渦”設(shè)計(jì)階段。
　　 首先，本文使用MUMECA軟件對某低壓渦輪級進(jìn)行了三維數(shù)值模擬，分析了該型低壓渦輪的三維氣動特點(diǎn)。
　　 其次，對渦輪進(jìn)行了三種不同環(huán)量分布規(guī)

2、律的“可控渦”設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中，沿著葉高方向共計(jì)算了7個特征截面的幾何參數(shù)，通過控制平面葉柵的幾何進(jìn)出口角和葉型安裝角，達(dá)到了改變?nèi)~型扭曲規(guī)律的目的。并通過比較原始渦輪級與三種“可控渦”渦輪級的氣動性能，證實(shí)了“可控渦”設(shè)計(jì)可以均化反動度，改善流場的作用。之后，嘗試采用粘性可控渦設(shè)計(jì)方法抵消端部流場由于粘性引起的低能流體的堆積問題。與原型“可控渦”渦輪級的氣動性能進(jìn)行對比后發(fā)現(xiàn)，經(jīng)局部環(huán)量調(diào)整后，渦輪級根部的流動性能有所改善，做功能力

3、得到進(jìn)一步提高。
　　 最后，探討了“可控渦”與葉片的彎、掠成型技術(shù)相結(jié)合的“先進(jìn)渦”設(shè)計(jì)方法。在計(jì)算并對比了多種不同的復(fù)合彎、掠設(shè)計(jì)方案和“可控渦”渦輪級的氣動性能后得到結(jié)論，“先進(jìn)渦”設(shè)計(jì)同樣可以得到合理的環(huán)量分布形式，然而，就本文所研究的葉型而言，掠葉片方案可以實(shí)現(xiàn)效率、功率的再提高，而彎曲葉片方案未能達(dá)到理想的設(shè)計(jì)效果。
　　 經(jīng)過驗(yàn)證，計(jì)算網(wǎng)格有較好的獨(dú)立性，計(jì)算結(jié)果與設(shè)計(jì)參數(shù)吻合良好，計(jì)算結(jié)果可信。