D型渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇改型設(shè)計(jì)研究.pdf

1、傳統(tǒng)的準(zhǔn)三維設(shè)計(jì)方法曾經(jīng)設(shè)計(jì)出大量性能優(yōu)良的葉輪機(jī)械，并且一維和準(zhǔn)三維設(shè)計(jì)方法由于其豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，至今仍然在葉輪機(jī)械的設(shè)計(jì)中發(fā)揮重要的作用。但在現(xiàn)代風(fēng)扇/壓氣機(jī)向高通流、高負(fù)荷、高效率的方向發(fā)展時(shí)基于傳統(tǒng)準(zhǔn)三維設(shè)計(jì)體系的設(shè)計(jì)方法就暴露出它的局限性和不足。基于上述原因本文系統(tǒng)地總結(jié)了風(fēng)扇/壓氣機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)體系的發(fā)展概況，改進(jìn)了傳統(tǒng)的準(zhǔn)三維設(shè)計(jì)體系，建立了一個(gè)適用于現(xiàn)代風(fēng)扇/壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)體系。該設(shè)計(jì)技術(shù)體系既繼承了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，又有新的設(shè)

2、計(jì)技術(shù)的加入，它適合于我國(guó)當(dāng)前風(fēng)扇/壓氣機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算能力。本文還對(duì)該設(shè)計(jì)體系的基本原理和工作流程作了簡(jiǎn)明扼要的總結(jié)。
　　 為了解決風(fēng)扇/壓氣機(jī)設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的葉片表面流場(chǎng)分離問(wèn)題，本文以軸對(duì)稱流動(dòng)作為主流，對(duì)葉輪機(jī)械的二次流動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行了深入地研究。根據(jù)軸對(duì)稱流的主控制方程中各項(xiàng)的含義，研究了影響主方程平衡關(guān)系的三個(gè)因素，即流線曲率、氣體繞壓氣機(jī)軸線旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的慣性離心力和葉片力。根據(jù)這三個(gè)因素提出了彎曲靜子葉片設(shè)計(jì)的氣動(dòng)正交準(zhǔn)則，

3、該方法對(duì)提高喘振裕度和非設(shè)計(jì)點(diǎn)性能有較好效果。采用氣動(dòng)正交的設(shè)計(jì)方法是本設(shè)計(jì)體系的一個(gè)重要特色。
　　 本文采用該設(shè)計(jì)體系對(duì)D型發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)行了改型設(shè)計(jì)，全三維流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果表明風(fēng)扇性能達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)。為了解決第一排靜子葉片葉尖和輪轂部分的分離，采用了氣動(dòng)正交的方法對(duì)該靜子葉片進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，基本消除了葉尖和輪轂部分的分離，風(fēng)扇級(jí)的非設(shè)計(jì)點(diǎn)性能和喘振裕度有較大提高。
　　 本文還介紹了基于伴隨方法的全三維流場(chǎng)優(yōu)化