前緣造型對跨聲速壓氣機平面葉柵氣動性能影響的數(shù)值研究.pdf

1、燃氣輪機技術對國家經(jīng)濟發(fā)展和國防力量提高具有重要戰(zhàn)略意義，其發(fā)展對壓氣機負荷提出了越來越高的要求，同時也推動了壓氣機葉型研究的發(fā)展。壓氣機葉片前緣作為葉片表面邊界層的起始位置，前緣幾何形狀改變將會影響整個流道流場分布，合理的前緣處理可以有效控制流動分離，改善流場結構，提高壓氣機工作性能。本文以DMU37動葉根部5％葉高典型截面葉型為研究對象，通過實驗數(shù)據(jù)標定數(shù)值模擬軟件FLUENT，對原型及前緣切削后葉柵進行詳細數(shù)值研究，通過分析流場總

2、壓損失系數(shù)、靜壓系數(shù)、馬赫數(shù)等參數(shù)分布，探究葉片前緣造型對跨聲速壓氣機平面葉柵內(nèi)部流動特性及損失機理的影響，尋求有益造型方向，為進一步前緣流動控制技術和必要實驗奠定基礎。
　　本文首先對研究葉型進行了網(wǎng)格無關性驗證，并在此基礎上與實驗數(shù)據(jù)對比，保證計算方法準確性可靠性。然后，對原型葉柵流場進行數(shù)值模擬分析，結果表明隨著進口馬赫數(shù)增加，葉柵擴壓能力增強，流動損失增加，可計算沖角范圍變窄。負沖角下流動狀況較好，隨著沖角增加，前緣鞍點位

3、置提前和偏移，逆壓梯度增強，端部角區(qū)分離區(qū)域增大，損失增大。最后，在不改變原型葉柵弦長前提下，采用一種葉片前緣徑向參數(shù)造型方法，在不同來流條件下與原型葉柵流場進行分析對比，結果表明:前緣切削后葉柵出口流場總壓損失增加，靜壓比增加。其中端部區(qū)域低能流體團減小，前緣逆壓梯度和角區(qū)分離變?nèi)?，氣流轉折能力增強，流動損失變小，中間高度位置總壓損失增加。前緣切削后正沖角可計算范圍由+4°增加到+6°，但切削深度不宜過大;在此基礎上改變徑向切削高度及