基于S2流面的压气机叶片造型设计研究及性能分析

发布时间：2017-07-25 21:05

  本文关键词：基于S2流面的压气机叶片造型设计研究及性能分析

  更多相关文章： S2流面 压气机 叶片造型 Nurbs曲线 流场分析

【摘要】：压气机叶片的气动性能对压气机的压比以及损失的大小具有重要影响作用。因此能否设计出符合气动要求的叶片是压气机设计中必不可少的环节。本文研究了基于S2流面的压气机叶片造型设计方法。给定一维计算结果和径向环量分布,通过流线曲率法求得各参数沿着叶高的变化情况,获取气流进/出气角沿径向的分布规律。根据Carter落后角数学模型,求得叶片的几何出口角沿叶高的变化规律,该参量将会作为叶片造型设计中的重要参数。以VC++作为开发平台,在Nussyppag体系下,开发专门用于叶片造型设计的自由曲线等一系列工具,完成二维叶栅设计。在二维叶栅生成三维叶片过程中,采用叶尖、叶中和叶根处的叶栅作为初始基元级,根据积叠线的形状,位置以及通道的类型,通过平移生成三维叶片。通过S2反设计方法计算,再结合经验公式,计算出叶栅造型的几何设计参数。叶片生成后,采用CFD软件对该叶片进行流场计算。该叶片在设计点时的流量为20.23kg/s,效率可以达到0.844。
【关键词】：S2流面 压气机 叶片造型 Nurbs曲线 流场分析
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V233
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 研究背景及意义14-15
• 1.2 S1/S2流面设计理论15-16
• 1.3 叶片造型技术16-17
• 1.3.1 叶栅造型技术16-17
• 1.3.2 NURBS技术17
• 1.4 研究内容与技术路线17-19
• 1.4.1 研究内容17-18
• 1.4.2 技术路线18-19
• 1.5 论文结构19-20
• 第二章 压气机气动设计20-28
• 2.1 一维气动设计20-21
• 2.2 S2反设计方法21-26
• 2.2.1 S2流面计算假定21-22
• 2.2.2 径向平衡方程22-24
• 2.2.3 流量校核24
• 2.2.4 通流面积阻塞24-25
• 2.2.5 压气机损失25-26
• 2.3 S2流面设计程序开发26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第三章 参数化曲线造型方法28-43
• 3.1 参数化造型方法的发展及优势28-29
• 3.2 贝齐尔曲线29-35
• 3.2.1 贝齐尔曲线方程29-30
• 3.2.2 贝齐尔曲线的递推定义30-32
• 3.2.3 贝齐尔曲线性质32
• 3.2.4 贝齐尔曲线的升阶32-33
• 3.2.5 贝齐尔曲线的求导33-35
• 3.2.6 算例分析35
• 3.3 B样条曲线35-40
• 3.3.1 B样条曲线方程35-36
• 3.3.2 B样条的递推定义36-37
• 3.3.3 B样条的局部性质37-38
• 3.3.4 节点对B样条曲线的影响38-39
• 3.3.5 算例分析39-40
• 3.4 NURBS曲线40-42
• 3.4.1 有理分式形式41
• 3.4.2 权因子的作用41-42
• 3.5 曲线造型方法程序开发42
• 3.6 本章小结42-43
• 第四章 二维叶栅造型43-62
• 4.1 叶片造型设计43
• 4.2 中弧线+厚度分布法叶片造型43-51
• 4.2.1 原始叶型44-45
• 4.2.2 中弧线设计方法45-51
• 4.2.3 厚度分布51
• 4.3 几何参数的给定51-53
• 4.3.1 叶栅稠度的确定51-52
• 4.3.2 落后角的确定52-53
• 4.4 叶型参数化设计方法53-58
• 4.4.1 压气机叶栅造型过程54-55
• 4.4.2 叶背/叶盆曲线造型55-57
• 4.4.3 曲率优化57-58
• 4.5 参数化曲线造型软件开发58-59
• 4.6 压气机叶栅造型实例及性能分析59-61
• 4.6.1 二维叶栅造型实例59
• 4.6.2 参数对叶型的调控能力检测59-60
• 4.6.3 二维叶栅性能计算60-61
• 4.7 本章小结61-62
• 第五章 三维叶片造型及流场计算62-74
• 5.1 三维叶片生成62-64
• 5.1.1 积叠线62-63
• 5.1.2 二维叶栅坐标变换63-64
• 5.1.3 通道类型64
• 5.2 三维叶片程序开发64-65
• 5.3 压气机叶片造型实例65-68
• 5.3.1 不同积叠位置点的叶片造型实例66-67
• 5.3.2 不同积叠线的叶片造型67-68
• 5.4 三维叶片流场计算68-72
• 5.4.1 三维叶片流场计算分析68-70
• 5.4.2 最大圆直径对叶片性能的影响70-72
• 5.4.3 非设计点的流场计算72
• 5.5 本章小结72-74
• 第六章 总结74-75
• 参考文献75-77
• 致谢77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 陈铁,刘仪,刘斌,向一敏;轴流式叶轮机械叶型的参数设计方法[J];西安交通大学学报;1997年05期

2 张长生 ,王小莉;轴流压气机设计点流动损失的预估和分析[J];航空动力学报;1993年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 俞海蛟;基于S1S2流面的压气机叶片设计方法研究[D];南京航空航天大学;2014年

2 靳军;基于NURBS的叶片优化设计与OpenGL中的渲染仿真系统的开发[D];西北工业大学;2005年

3 袁春;斜流叶轮的气动设计及叶片造型[D];西北工业大学;2002年

，

本文编号：573245