風(fēng)扇-壓氣機(jī)內(nèi)外涵分流比特性及分流環(huán)效應(yīng)研究.pdf

1、渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇/壓氣機(jī)部件的性能預(yù)估方法，是發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)體系中一項(xiàng)重要的技術(shù)；分流環(huán)在風(fēng)扇/壓氣機(jī)中處于一個(gè)非常關(guān)鍵的位置，它的形狀特征對(duì)風(fēng)扇/壓氣機(jī)的性能必然會(huì)產(chǎn)生影響。然而，對(duì)于這一影響的大小和規(guī)律的預(yù)估，在國(guó)內(nèi)外卻一直是一個(gè)有待于深入探索的問(wèn)題。從可以得到的資料來(lái)看，在現(xiàn)有性能預(yù)估方法中，對(duì)分流環(huán)效應(yīng)的研究，還有必要進(jìn)一步加強(qiáng)，通過(guò)對(duì)這個(gè)問(wèn)題的研究，可以改善現(xiàn)有的特性預(yù)估方法。因而，在對(duì)分流環(huán)的影響給予更準(zhǔn)確估計(jì)的條件下展開(kāi)任意分流

2、比的風(fēng)扇/壓氣機(jī)特性研究，摸清分流環(huán)的形狀特征對(duì)壓氣機(jī)流場(chǎng)與特性的影響機(jī)理，進(jìn)而提出通過(guò)調(diào)整分流環(huán)來(lái)改善流場(chǎng)的方法，不但具有相當(dāng)?shù)睦碚撘饬x，而且具有一定的工程實(shí)用價(jià)值。 本文就這一問(wèn)題進(jìn)行了富有探索性的研究。首先采用奇點(diǎn)分布法和紊流邊界層簡(jiǎn)化計(jì)算來(lái)分析分流環(huán)端部區(qū)域的流場(chǎng)，然后采用輔以壁面堵塞修正的S<,2>流面流線曲率法，發(fā)展了適用于任意分流比的預(yù)估計(jì)算程序；使用此程序來(lái)進(jìn)行風(fēng)扇/壓氣機(jī)的性能預(yù)估計(jì)算，得到的特性線是合理的，

3、其趨勢(shì)符合常規(guī)的分布規(guī)律；通過(guò)不同方式調(diào)整初始參數(shù)，進(jìn)行多次的預(yù)估計(jì)算，總結(jié)出一些總流量與分流比的變化對(duì)風(fēng)扇/壓氣機(jī)性能的影響規(guī)律；通過(guò)與成熟的三維計(jì)算程序進(jìn)行預(yù)估結(jié)果對(duì)比，證明了該程序的預(yù)估準(zhǔn)確程度可以滿(mǎn)足工程實(shí)際的需要，可以作為風(fēng)扇/壓氣機(jī)設(shè)計(jì)中的有效輔助工具。在進(jìn)一步的工作中，通過(guò)理論分析，提出了對(duì)分流環(huán)形狀特征進(jìn)行調(diào)節(jié)以改善壓氣機(jī)性能的方法；通過(guò)數(shù)值計(jì)算對(duì)這些方法進(jìn)行了驗(yàn)證，計(jì)算結(jié)果證明這種方法確實(shí)明顯擴(kuò)寬了其穩(wěn)定工作范圍，并使

4、穩(wěn)定工作范圍內(nèi)的特性線趨于平緩。研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，這種調(diào)節(jié)使壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)工作點(diǎn)產(chǎn)生了一定的偏移，同時(shí)壓氣機(jī)最高壓比效率有小幅下降，推斷這可能是由于這種調(diào)節(jié)未與整臺(tái)壓氣機(jī)的特征匹配起來(lái)，這為我們下一步的研究提供了目標(biāo)。 本文有針對(duì)性的研究工作，為提高準(zhǔn)三維風(fēng)扇／壓氣機(jī)特性預(yù)估方法的合理性與準(zhǔn)確性提供了一個(gè)有價(jià)值的新方法，總結(jié)出了一些分流環(huán)對(duì)風(fēng)扇/壓氣機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的影響機(jī)理，提出并驗(yàn)證了調(diào)節(jié)其形狀特征的方法，可以為以后的風(fēng)扇/壓氣機(jī)的設(shè)