前緣造型對跨聲速壓氣機平面葉柵氣動性能影響的數值研究.pdf

1、燃氣輪機技術對國家經濟發(fā)展和國防力量提高具有重要戰(zhàn)略意義，其發(fā)展對壓氣機負荷提出了越來越高的要求，同時也推動了壓氣機葉型研究的發(fā)展。壓氣機葉片前緣作為葉片表面邊界層的起始位置，前緣幾何形狀改變將會影響整個流道流場分布，合理的前緣處理可以有效控制流動分離，改善流場結構，提高壓氣機工作性能。本文以DMU37動葉根部5％葉高典型截面葉型為研究對象，通過實驗數據標定數值模擬軟件FLUENT，對原型及前緣切削后葉柵進行詳細數值研究，通過分析流場總

2、壓損失系數、靜壓系數、馬赫數等參數分布，探究葉片前緣造型對跨聲速壓氣機平面葉柵內部流動特性及損失機理的影響，尋求有益造型方向，為進一步前緣流動控制技術和必要實驗奠定基礎。
　　本文首先對研究葉型進行了網格無關性驗證，并在此基礎上與實驗數據對比，保證計算方法準確性可靠性。然后，對原型葉柵流場進行數值模擬分析，結果表明隨著進口馬赫數增加，葉柵擴壓能力增強，流動損失增加，可計算沖角范圍變窄。負沖角下流動狀況較好，隨著沖角增加，前緣鞍點位

3、置提前和偏移，逆壓梯度增強，端部角區(qū)分離區(qū)域增大，損失增大。最后，在不改變原型葉柵弦長前提下，采用一種葉片前緣徑向參數造型方法，在不同來流條件下與原型葉柵流場進行分析對比，結果表明:前緣切削后葉柵出口流場總壓損失增加，靜壓比增加。其中端部區(qū)域低能流體團減小，前緣逆壓梯度和角區(qū)分離變弱，氣流轉折能力增強，流動損失變小，中間高度位置總壓損失增加。前緣切削后正沖角可計算范圍由+4°增加到+6°，但切削深度不宜過大;在此基礎上改變徑向切削高度及