高负荷多级轴流压气机气动设计

发布时间：2022-09-27 18:42

　　航空发动机压气机的设计追求高效率、高级压比以及大稳定裕度。为使压气机级压比升高,可使压气机具有较大的载荷,而载荷系数的增加会使压气机进口出现超音,因此超音压气机的设计研究具有重要的意义。本文采用S1、S2两类流面设计方法对一进口全叶高超音的压气机叶片进行初始设计,再通过自动优化方法对叶片进行改进设计。采用流线曲率法确定叶片扭向规律,从而为S1流面叶型设计分析提供进出口条件。S1流面二维叶型设计运用参数化方法,再利用Bezier曲线拟合叶片的几何形状,生成光滑的叶型。将S1流面设计出的叶型沿型心径向积叠成三维叶型,用以遗传算法为基础的自动优化方法,通过对叶型积叠线、子午面流道形状、叶型、安装角进行变化,改进二维设计叶片、提高气动性能。单叶片设计完成后,再将转静子进行配合,级与级进行配合,得到性能良好的多排叶片。利用周正贵教授及其学生自主开发的设计平台和NUMECA软件对一设计流量为6.3kg/s的超音压气机进行设计以及性能计算,所设计压气机共有5排叶片,包括进口导叶、第一级转静子以及第二级转静子。所得压气机的性能指标为:设计点流量为6.35kg/s,压比为4.76,效率为0.842,稳定... 

【文章页数】：137 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

轴流压气机转子的流动示意图

设计流程

轴流压气机两类流面

【参考文献】：
期刊论文
[1]多级轴流压气机级间匹配特性研究[J]. 沙心国,严明,刘政良.  燃气涡轮试验与研究. 2014(01)
[2]航改燃气轮机高低压压气机匹配技术研究[J]. 刘太秋,聂海刚.  航空发动机. 2013(04)
[3]超音叶栅激波结构研究及叶型优化设计[J]. 刘龙龙,周正贵,邱名.  推进技术. 2013(08)
[4]高负荷风扇转子叶片反问题设计[J]. 曹志鹏,兰发祥,夏天,张旭.  燃气涡轮试验与研究. 2012(02)
[5]压气机/风扇二维叶型自动优化设计[J]. 周正贵,邱名,徐夏,苗雨露.  航空学报. 2011(11)
[6]低速叶型气动反问题设计方法[J]. 杜磊,宁方飞.  航空学报. 2011(07)
[7]超声速风扇叶型设计研究[J]. 周正贵,汪光文.  航空动力学报. 2009(01)
[8]BVF诊断在非定常转静匹配中的应用[J]. 饶杰,袁巍,李秋实,弓志强,陆利蓬.  航空动力学报. 2007(07)
[9]上游转子对下游静子叶片气动力的影响[J]. 王英锋,胡骏,李传鹏,张燎原.  航空学报. 2006(04)
[10]风扇/压气机技术发展和对今后工作的建议[J]. 陈矛章.  航空动力学报. 2002(01)



本文编号：3681410