民用大涵道比風(fēng)扇葉片氣動(dòng)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、風(fēng)扇是渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分，本文重點(diǎn)是研究民用大涵道比風(fēng)扇葉片的氣動(dòng)性能，在課題組工作基礎(chǔ)上，采用實(shí)驗(yàn)室已有的優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)，對(duì)現(xiàn)有某型號(hào)大涵道比風(fēng)扇葉片進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過對(duì)其優(yōu)化結(jié)果的分析與總結(jié)，進(jìn)一步自行設(shè)計(jì)大涵道比風(fēng)扇葉片并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　本文主要分為以下三個(gè)部分：
　　第一部分，研究現(xiàn)有某型號(hào)大涵道比風(fēng)扇的氣動(dòng)性能并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先是使用商用Numeca軟件對(duì)其進(jìn)行數(shù)值模擬，通過對(duì)其進(jìn)行流場(chǎng)分析，了解

2、它的流動(dòng)特性。以此為基礎(chǔ)，基于實(shí)驗(yàn)室已有的優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)，用數(shù)值最優(yōu)化方法結(jié)合葉輪機(jī)械正問題流場(chǎng)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)大涵道比風(fēng)扇葉片積疊線、子午面流道、葉片型面和沿徑向弦長分布組合優(yōu)化設(shè)計(jì)，數(shù)值最優(yōu)化采用基于局域網(wǎng)的并行遺傳算法，流場(chǎng)計(jì)算采用Denton粘性體積力方法。優(yōu)化設(shè)計(jì)后，葉片穩(wěn)定工作流量范圍明顯增大且壓比近似不變，在大部分工作流量范圍內(nèi)效率提高0.5個(gè)百分點(diǎn)以上，最高效率點(diǎn)提高了近1個(gè)百分點(diǎn)。通過優(yōu)化算例，也驗(yàn)證了該優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的可行性

3、以及高效性。
　　第二部分，大涵道比風(fēng)扇的初始設(shè)計(jì)。采用實(shí)驗(yàn)室已有的準(zhǔn)三維葉型設(shè)計(jì)軟件，該軟件以S1/S2兩類流面為基本思想，實(shí)現(xiàn)了大涵道比風(fēng)扇葉片的初始設(shè)計(jì)，并采用Numeca軟件進(jìn)行了初始葉片的校驗(yàn)計(jì)算與性能分析，同時(shí)也驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)軟件的可行性與有效性。本次大涵道比風(fēng)扇葉片的初始設(shè)計(jì)是以已有的風(fēng)扇葉片作為參考，目的是為了能在降低葉片轉(zhuǎn)速情況下實(shí)現(xiàn)保證葉片的總體性能不變。
　　第三部分，對(duì)初始設(shè)計(jì)的風(fēng)扇進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先是