基于流固耦合的葉片氣動彈性分析.pdf

1、葉輪機氣動彈性力學(xué)是流固耦合問題的重要分支。流場作用在彈性結(jié)構(gòu)葉片上會產(chǎn)生氣動力,氣動力使得葉片振動產(chǎn)生變形,結(jié)構(gòu)的變形又會改變流場分布,從而產(chǎn)生新的作用力。當(dāng)振幅不斷增加時,葉片就會產(chǎn)生顫振。
　　 本文對平板葉柵進行氣動彈性穩(wěn)定性試驗研究,觀察到顫振過程,分析了葉片顫振時葉尖上方壁面處壓力脈動與葉片振動之間的關(guān)系。在對流固耦合原理和數(shù)值模擬求解過程進行詳細分析的基礎(chǔ)上,研究如何使用流體力學(xué)軟件CFX,結(jié)構(gòu)有限元分析軟件ANS

2、YS和兩者間的耦合平臺進行流固耦合計算。并應(yīng)用這種方法對試驗用平板葉片進行氣動彈性數(shù)值模擬,得到葉片在不同來流速度下的位移響應(yīng)和壓力脈動響應(yīng),與試驗結(jié)果進行對比,說明了這種方法的可行性。應(yīng)用同樣方法研究了NACA0012直葉片的氣動彈性穩(wěn)定性,得到其關(guān)于攻角和來流馬赫數(shù)的顫振邊界,并得出以下結(jié)論:葉尖上方壁面處靜壓響應(yīng)與振動位移響應(yīng)的變化趨勢相同,并且壓力脈動頻率與顫振頻率一致,均接近葉片的固有頻率,這為葉片顫振預(yù)測提供了一種新思路。最