基于一维程序的可调静叶优化

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作者 吴冬 姜斌 +2 位作者 陈纪元 翟浩纯 张子奇 《汽轮机技术》 北大核心 2025年第3期170-174,178,共6页

为了实现压气机非设计工况的稳定运行,采用可转导/静叶作为一种常用的措施已经得到广泛的应用。以某9级轴流压气机为研究对象,以喘振裕度和最大效率为优化目标,通过HARIKA程序结合多岛遗传算法来对压气机可调静叶进行优化,并确定3排可... 为了实现压气机非设计工况的稳定运行,采用可转导/静叶作为一种常用的措施已经得到广泛的应用。以某9级轴流压气机为研究对象,以喘振裕度和最大效率为优化目标,通过HARIKA程序结合多岛遗传算法来对压气机可调静叶进行优化,并确定3排可调静叶之间的调节关系,优化结果表明:优化后,整体裕度提高了7.91%,整体最大效率提高了12.34%。 展开更多

关键词 可调静叶优化 多级压气机 一维特性计算 HARIKA算法

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非均匀栅距对压气机叶片非定常气动力的影响 被引量：12

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作者 赵养正 刘前智 廖明夫 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期167-169,180,共4页

研究了轴流压气机叶片采用非均匀栅距对叶片非定常力影响的问题,利用高分辨率格式求解准三维雷诺平均N-S方程。非定常流场计算采用了双时间步法与LU-SGS隐式解法耦合的方法。研究了带进口导叶的单级三排叶栅非定常流动,其中动叶栅距不变... 研究了轴流压气机叶片采用非均匀栅距对叶片非定常力影响的问题,利用高分辨率格式求解准三维雷诺平均N-S方程。非定常流场计算采用了双时间步法与LU-SGS隐式解法耦合的方法。研究了带进口导叶的单级三排叶栅非定常流动,其中动叶栅距不变,而导叶和静叶采用非均匀栅距。对不同结构的计算分析表明,在导叶和静叶采用一定的非均匀栅距组合型式后,在保证压气机级的性能变化不大的同时,动叶表面所受非定常气动力的状况得到改善,这将有助于提高动叶片的疲劳寿命。 展开更多

关键词 轴流压气机 非均匀栅距^+ 非定常流动 动静叶干涉^+ 数值仿真

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低速条件下稠度对扩压静叶栅弯叶片流场性能的影响 被引量：2

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作者 张永军 颜培刚 +3 位作者 马岩 黄家骅 冯国泰 苏杰先 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期234-238,247,共6页

为研究弯叶片在扩压叶栅中改善流场性能的适用条件,对一直列叶栅三种稠度条件下的弯叶片流场进行了数值模拟。结果表明,稠度大小对弯叶片的作用影响较大,在一定范围内稠度越大弯叶片改善叶栅性能的作用越明显。大稠度下弯叶片明显提高... 为研究弯叶片在扩压叶栅中改善流场性能的适用条件,对一直列叶栅三种稠度条件下的弯叶片流场进行了数值模拟。结果表明,稠度大小对弯叶片的作用影响较大,在一定范围内稠度越大弯叶片改善叶栅性能的作用越明显。大稠度下弯叶片明显提高了叶栅吸力面角区的通流能力及减小了端区的能量损失。分析表明,大稠度叶栅近端壁低能流体区较大而导致的端壁及吸力面角区性能恶化,是弯叶片能够发挥作用的重要原因。 展开更多

关键词 压气机 低速 稠度 扩压叶栅^+ 弯叶片

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进口总压径向畸变对扩压叶栅弯叶片流场性能的影响 被引量：4

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作者 张永军 颜培刚 +1 位作者 黄家骅 冯国泰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期331-335,共5页

为进一步探讨低速条件下弯叶片在扩压叶栅中的适用条件,用数值分析的方法研究了五种径向总压畸变的进口条件对扩压叶栅中弯叶片作用的影响。结果表明:进口总压畸变的型式能够影响弯叶片在扩压叶栅中的作用,影响分别为畸变层厚度的影响... 为进一步探讨低速条件下弯叶片在扩压叶栅中的适用条件,用数值分析的方法研究了五种径向总压畸变的进口条件对扩压叶栅中弯叶片作用的影响。结果表明:进口总压畸变的型式能够影响弯叶片在扩压叶栅中的作用,影响分别为畸变层厚度的影响和主流区总压与端壁总压之差的影响。在一定的范围内畸变层越厚或压差越大,弯叶片对吸力面角区低通流区的密流增加越明显,从而更大程度地改善了端区的通流能力和流场性能,也极大地降低了叶栅损失。 展开更多

关键词 压气机 进口畸变 扩压静叶 弯叶片 通流 数值分析

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多级轴流压气机末级静子叶片串列改型方法及流动机理研究 被引量：5

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作者 陈玲 琚亚平 张楚华 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期170-179,共10页

针对多级轴流压气机末级静子叶片转折角大、角区分离严重、流动损失显著的问题,以某工业用6.5级轴流压气机末级静子为主要研究对象,提出了一种三维串列叶片几何参数化建模方法,能够实现对串列参数沿叶高分布规律、叶片弯掠等三维特征的... 针对多级轴流压气机末级静子叶片转折角大、角区分离严重、流动损失显著的问题,以某工业用6.5级轴流压气机末级静子为主要研究对象,提出了一种三维串列叶片几何参数化建模方法,能够实现对串列参数沿叶高分布规律、叶片弯掠等三维特征的灵活控制,以支持单列叶片向串列叶片的改型设计,并结合数值计算方法,开展了末级串列静子改型设计对压气机气动性能及内部流场的影响研究。结果表明:对6.5级轴流压气机,末级静子叶片由单列改为串列后,6.5级压气机设计工况绝热效率提高了0.965%,稳定工况范围有所拓宽;串列叶片缝隙区射流的流动局部加速作用能够抑制角区分离的周向和径向发展;相比机匣附近,轮毂附近串列参数的变化对压气机气动性能的影响更为显著,且周向交错度较轴向重叠度的影响更大。研究成果对多级环境下压气机三维串列叶片设计具有参考价值。 展开更多

关键词 三维串列叶片 末级静子 轴向重叠度 周向交错度 多级轴流压气机

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积垢条件下压气机性能衰退数值模拟 被引量：4

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作者 孙海鸥 王立松 +1 位作者 王忠义 万雷 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期1773-1778,共6页

针对轴流压气机在实际工作中遇到的叶片表面磨损、积垢问题,本文以NASA Stage 35单级轴流压气机模型为研究对象,建立了数值计算模型,以压气机的静叶部分为主要研究对象,使用更改静叶叶片表面粗糙度值和不均匀地更改静叶叶型厚度两种不... 针对轴流压气机在实际工作中遇到的叶片表面磨损、积垢问题,本文以NASA Stage 35单级轴流压气机模型为研究对象,建立了数值计算模型,以压气机的静叶部分为主要研究对象,使用更改静叶叶片表面粗糙度值和不均匀地更改静叶叶型厚度两种不同方法模拟压气机表面积垢情况,得到压气机效率、压比等性能的衰退情况与不同模拟方法的关系,以及压气机不同程度积垢下的流场变化情况。计算结果表明:更改叶片表面粗糙度对压气机的效率性能影响要大于对压比的影响,叶型厚度的变化会明显影响压气机的稳定工作范围。研究结果可为确定压气机清洗周期和运行寿命预估提供借鉴。 展开更多

关键词 压气机 积垢 粗糙度 静叶叶片 性能参数 内部流场

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弯叶片对压气机静叶根部间隙泄漏流动的影响 被引量：2

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作者 杜鑫 王松涛 王仲奇 《动力工程》 CSCD 北大核心 2010年第1期16-21,共6页

研究了弯叶片对压气机静叶根部泄漏流动的影响机理.对比分析了采用弯叶片后,根部间隙泄漏涡的运动轨迹、旋涡强度的差异以及对吸力面附面层发展的影响;从根部最大负荷位置以及逆压梯度等参数的变化,分析了造成泄漏流动变化的原因;从出... 研究了弯叶片对压气机静叶根部泄漏流动的影响机理.对比分析了采用弯叶片后,根部间隙泄漏涡的运动轨迹、旋涡强度的差异以及对吸力面附面层发展的影响;从根部最大负荷位置以及逆压梯度等参数的变化,分析了造成泄漏流动变化的原因;从出口截面的轴向速度分布以及出口气流角沿叶高分布的变化,分析了静叶根部采用弯叶片后对流动匹配的影响.结果表明:正弯叶片使泄漏涡强度减弱,提高了下端壁的通流能力,改善了静叶出口气动参数的均匀性,减少了能量损失,尤其是使近端壁处轴向速度增大,有利于原型压气机根部的流动匹配. 展开更多

关键词 压气机 静叶根部间隙 泄漏流 弯叶片

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基于遗传算法的2维叶型优化设计 被引量：3

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作者 刘龙龙 周正贵 陶胜 《航空发动机》 2014年第5期50-56,共7页

为得到具有宽广低损失工作范围的静子叶片,采用基于遗传算法的优化平台对3个不同载荷水平的静子叶栅叶型的型面、安装角及弦长进行优化设计。通过比较3个叶栅优化前后的正常特性线,认为尾缘"负载荷区域"对改善叶栅性能是有益... 为得到具有宽广低损失工作范围的静子叶片,采用基于遗传算法的优化平台对3个不同载荷水平的静子叶栅叶型的型面、安装角及弦长进行优化设计。通过比较3个叶栅优化前后的正常特性线,认为尾缘"负载荷区域"对改善叶栅性能是有益的,且其对叶栅性能的改善效果与叶片载荷有关。结果表明:优化后叶栅性能在设计点和非设计点都有明显改善;叶片表面等熵马赫数分布类似控制扩散叶型,最大载荷点位置前移,叶型前段弯度增加,尾缘出现"负载荷区域"。 展开更多

关键词 静子叶片 压气机 数值优化 遗传算法 负载荷 航空发动机

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静叶尾迹对压气机动叶非定常气动载荷的影响 被引量：1

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作者 杨文军 袁惠群 寇海江 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期716-721,811,共6页

以某型航空发动机压气机转子系统为研究对象,建立了单级叶盘的三维结构及流场模型。通过对滑移网格(sliding mesh,简称SM)方法与运动坐标系(moving reference frame,简称MRF)方法在计算耗时和收敛性方面的比较,证明了运动坐标系方法的... 以某型航空发动机压气机转子系统为研究对象,建立了单级叶盘的三维结构及流场模型。通过对滑移网格(sliding mesh,简称SM)方法与运动坐标系(moving reference frame,简称MRF)方法在计算耗时和收敛性方面的比较,证明了运动坐标系方法的准确性和高效性。考虑前一级静叶尾迹的影响,求解压气机内部在不同时刻的流动特性,得到静叶尾迹对动叶流场的非定常干扰情况。经过对压气机叶顶和轮毂、动叶压力面和吸力面非定常气动载荷的分析发现:在动叶流场的前缘形成了较主流区压力和速度较低的不均匀流场,且在动叶前缘叶顶位置受到的气动载荷最为显著;动叶压力面和吸力面气动载荷的分布规律相反,从叶顶至轮毂、前缘至尾缘,压力面非定常气动载荷的大小和波动幅度逐步递减,而吸力面却与其相反,呈现出逐步递增的趋势。该研究为某型航空发动机压气机叶盘转子系统的动力学设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 压气机转子 滑移网格 静叶尾迹 非定常流场 气动载荷

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中国航空发动机高压压气机发展的几个问题 被引量：35

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作者 陈懋章 《航空发动机》 2006年第2期5-11,37,共8页

叙述了全三维数值模拟技术的发展,分析了其局限性和解决途径;介绍了大小叶片设计技术的应用前景;探讨了提高高压压气机性能的技术途径;展望了中国高压压气机的发展;最后,给出了有益的启示。

关键词 航空发动机 高压压气机 大小叶片 性能 全三维数值模拟技术

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某型发动机高压压气机第6级静子叶片掉角故障分析 被引量：6

11

作者 可成河 巩孟祥 赵鑫 《航空发动机》 2012年第2期55-58,共4页

针对某型发动机高压压气机第6级静子叶片掉角故障,分别进行了断口分析、强度计算、振动模态试验和整机动应力测试,综合分析结果表明:第6级静子叶片掉角断口均属于高周疲劳;实测第9阶振型的最大相对振动应力区与故障叶片的裂纹起始位置吻... 针对某型发动机高压压气机第6级静子叶片掉角故障,分别进行了断口分析、强度计算、振动模态试验和整机动应力测试,综合分析结果表明:第6级静子叶片掉角断口均属于高周疲劳;实测第9阶振型的最大相对振动应力区与故障叶片的裂纹起始位置吻合;第9阶自振频率对叶尖附近的弦长、厚度及尾缘R的尺寸微小变化很敏感。采取了增加频率限制、对涂"W"漆前的吹砂工艺进行细化以保护叶片的措施,使得该故障得以排除。 展开更多

关键词 高压压气机 静子叶片 掉角故障 航空发动机

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非均匀栅距对压气机转子-静子气动干涉噪声的影响 被引量：3

12

作者 何江南 廖明夫 刘前智 《科学技术与工程》 2007年第11期2581-2583,2624,共4页

根据Lighthill气动声学理论,推导出非均匀栅距结构下压气机转子-静子气动干涉噪声频谱公式。研究的叶栅结构为带进口导叶的单级三排叶栅,其中动叶栅距不变,而导叶和静叶栅距均采用非均匀栅距。计算了各种叶栅结构下转子-静子气动干涉噪... 根据Lighthill气动声学理论,推导出非均匀栅距结构下压气机转子-静子气动干涉噪声频谱公式。研究的叶栅结构为带进口导叶的单级三排叶栅,其中动叶栅距不变,而导叶和静叶栅距均采用非均匀栅距。计算了各种叶栅结构下转子-静子气动干涉噪声的大小。对不同叶栅结构的计算分析表明:在导叶和静叶采用一定的非均匀栅距组合型式下,在保证压气机级气动性能变化不大的同时,转子-静子干涉噪声能够得到降低。 展开更多

关键词 非均匀栅距 转子-静子气动干涉噪声 轴流压气机

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基于转静干涉效应的压气机叶片气动载荷分析

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作者 杨文军 回丽 +2 位作者 周松 马少华 袁惠群 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期567-575,共9页

转静叶排的相互作用会使压气机内部流场存在复杂的非定常性。为深入研究压气机叶片的气动载荷特性,以某型航空发动机压气机为研究对象,考虑叶排间的转静干涉效应,利用滑移网格技术对整个叶盘的三维流场展开模拟,求解干涉周期Tb内压气机... 转静叶排的相互作用会使压气机内部流场存在复杂的非定常性。为深入研究压气机叶片的气动载荷特性,以某型航空发动机压气机为研究对象,考虑叶排间的转静干涉效应,利用滑移网格技术对整个叶盘的三维流场展开模拟,求解干涉周期Tb内压气机转子内部的流动规律。同时对叶片气动载荷的非定常特性进行进一步分析,讨论了不同压比、转速对压气机叶片气动载荷的影响。结果表明叶片压力面和吸力面气动载荷波动峰值的主导频率皆为转静干涉频率f0的倍频,其中一倍频(1×f0)分量占主导地位。在干涉周期Tb内,叶片表面压力涡发生周期性的迁移与耗散,压力面和吸力面气动载荷的变化呈相反趋势。随着压比的增加,压气机叶片气动载荷逐渐增大,但其脉动幅值和频谱峰值基本不变。转速的升高使得转静干涉的频率增大,增强了压气机叶片气动载荷的非定常特性。研究结果能够应用于叶盘结构的气动优化设计,可为高性能航空发动机压气机的研制提供支持和参考。 展开更多

关键词 压气机叶片 转静干涉 非定常流场 气动载荷 频谱分析

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