【摘 要】
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提高级负荷水平一直是压气机气动设计领域不断追求的目标。串列叶片可以突破常规布局气动负荷的限制,且具有良好的工程应用前景。为了探索串列静子三维流动机理,进一步发展串列叶片设计理论和方法,本文利用数值模拟方法对串列叶片近端壁流动特性展开研究,分析了前后排相互影响机制,并完成了参数化造型研究,为发展串列叶片三维设计技术提供了理论支撑。本文的研究主要包括以下几个方面:首先,在串列静子典型几何参数约束下,完
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提高级负荷水平一直是压气机气动设计领域不断追求的目标。串列叶片可以突破常规布局气动负荷的限制,且具有良好的工程应用前景。为了探索串列静子三维流动机理,进一步发展串列叶片设计理论和方法,本文利用数值模拟方法对串列叶片近端壁流动特性展开研究,分析了前后排相互影响机制,并完成了参数化造型研究,为发展串列叶片三维设计技术提供了理论支撑。本文的研究主要包括以下几个方面:首先,在串列静子典型几何参数约束下,完成了基准串列叶栅的造型,并对三维流动特性展开分析。在不同来流攻角条件下,总结了近端壁二次流发展演化规律和近端壁损失增长规律,分析了端壁二次流影响气动负荷增长的机制。其次,为进一步探索串列叶片三维流动机理及前后排相互影响机制,分别在前/后排单排工作与串列条件下进行了对比。研究表明,后排叶片势作用、缝隙射流、尾迹扩散等典型流动现象显著地影响了前后排叶片的扩压过程,进而影响了气动负荷沿流向的分配及端壁损失,因此串列静子近端壁的气动设计需要考虑前后排相互干涉的影响。最后,为了确定串列静子近端壁最优设计参数的选取区间,完成了参数化造型研究,研究了前/后排叶片的负荷分配、稠度分配、中弧线分配、掠型和弯型的选取规律及影响近端壁流动的物理机制,并在此基础上总结串列静子叶片的设计原则。
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