压气机转子叶尖局部削薄对性能的影响

1

作者 刘儒骏 曹传军 +1 位作者 翟志龙 周拜豪 《燃气涡轮试验与研究》 2024年第1期37-42,共6页

转子叶尖局部削薄可以提升叶轮局部性能,提高效率和压比,广泛应用在航空发动机及燃气轮机的压气机叶片中。选取大涵道比涡扇发动机高压压气机中间级转子叶片为研究对象,对其三维模型进行了多种形式的叶尖局部削薄,并采用数值模拟方法研... 转子叶尖局部削薄可以提升叶轮局部性能,提高效率和压比,广泛应用在航空发动机及燃气轮机的压气机叶片中。选取大涵道比涡扇发动机高压压气机中间级转子叶片为研究对象,对其三维模型进行了多种形式的叶尖局部削薄,并采用数值模拟方法研究了在不同深度、高度和宽度的削薄条件下叶片气动性能的变化。结果表明,叶尖削薄能够改善气动性能。同时,叶尖削薄深度越大,沿弦长方向越长,对气动性能越有利。 展开更多

关键词 航空发动机 压气机转子 叶尖削薄 气动性能 数值模拟

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高性能前掠三级轴流风扇的设计与试验研究 被引量：4

2

作者 周拜豪 尹红顺 +1 位作者 苏廷铭 任铭林 《燃气涡轮试验与研究》 2008年第2期1-7,32,共8页

本文介绍了一台高性能前掠叶型三级轴流风扇的设计与试验研究。该风扇以某涡扇发动机为验证平台,全新设计一台三级风扇代替该发动机原四级风扇,并提高性能。新设计的输入条件为:保持原四级风扇的进出口几何尺寸、总压比、转速和喘振裕度... 本文介绍了一台高性能前掠叶型三级轴流风扇的设计与试验研究。该风扇以某涡扇发动机为验证平台,全新设计一台三级风扇代替该发动机原四级风扇,并提高性能。新设计的输入条件为:保持原四级风扇的进出口几何尺寸、总压比、转速和喘振裕度,效率不低于原四级风扇试验值。设计中采用了叶片掠型设计、叶片三维成型技术和三维气动设计分析等先进技术。试验结果表明,新设计的三级风扇流量增加了8%,效率提高了3.5%,超过了设计指标。该新三级风扇串装于某发动机顺利完成地面试车,其不加力最大推力增加464 daN,超过了原计划增加200 daN的指标。 展开更多

关键词 轴流风扇 前掠叶型 设计 试验

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一种工程实用的多级轴流压气机特性二维数值计算方法 被引量：13

3

作者 程荣辉 雷丕霓 +2 位作者 刘波 周拜豪 周盛 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期955-960,共6页

采用二维(轴对称)数学模型,应用流线曲率法求解多级轴流压气机特性.各种不同因素对落后角和损失的影响以分量的形式表示.该方法通过了大量试验数据的校核,具有较高的准确度.对一台多级轴流压气机的计算结果与试验数据的对比分析表明,该... 采用二维(轴对称)数学模型,应用流线曲率法求解多级轴流压气机特性.各种不同因素对落后角和损失的影响以分量的形式表示.该方法通过了大量试验数据的校核,具有较高的准确度.对一台多级轴流压气机的计算结果与试验数据的对比分析表明,该方法能较好地预测多级轴流压气机的特性和非设计工况下级间参数的分布. 展开更多

关键词 航空 航天推进系统 多级轴流压气机 流线曲率法 损失和落后角模型 特性 二维数值计算

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高负荷后掠风扇设计若干基本问题 被引量：9

4

作者 单鹏 桂幸民 +3 位作者 周盛 周拜豪 程荣辉 兰发祥 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第5期576-579,共4页

关键词 超跨音速 轴流 压气机 掠弯 风扇 航空发动机

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高压比串列风扇气动设计 被引量：2

5

作者 尹红顺 周拜豪 +1 位作者 余华蔚 曹志鹏 《燃气涡轮试验与研究》 北大核心 2014年第6期1-7,共7页

以提高单级风扇压比为目标,深入研究已有高压比风扇技术,提出一种新型双排串列、斜流风扇结构。针对串列风扇气动布局的新特征,发展了串列风扇通流设计方法及基于非均匀有理B样条叶型中线生成方法。利用新建立的气动设计系统,进行了串... 以提高单级风扇压比为目标,深入研究已有高压比风扇技术,提出一种新型双排串列、斜流风扇结构。针对串列风扇气动布局的新特征,发展了串列风扇通流设计方法及基于非均匀有理B样条叶型中线生成方法。利用新建立的气动设计系统,进行了串列风扇气动布局设计与分析,开展了高负荷串列叶片流动匹配研究,并采用三维造型等多项先进技术,成功实现了进口全超声串列静叶设计。三维数值模拟结果显示:新结构串列风扇动叶之间流动匹配良好,超声静叶激波后的流动分离得到有效控制,高负荷条件下串列风扇仍保持良好性能。 展开更多

关键词 高压比风扇 双排串列 通流设计 全超声串列静叶 数值仿真

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定制叶型技术及其在压气机设计中的应用 被引量：11

6

作者 程荣辉 周拜豪 +1 位作者 余华蔚 康小云 《燃气涡轮试验与研究》 2000年第1期15-22,共8页

发展了一种先进、实用的定制叶型技术 ,并应用于六级压气机叶片设计。这种叶型具有更高的临界马赫数、更大的攻角范围和更高的载荷能力 ,是目前国际上最先进的亚声速和跨声速叶型之一。采用这种叶型能够提高压气机效率和喘振裕度。

关键词 压气机 定制叶型 设计 临界马赫数 攻角范围 航空发动机

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超声速串列静叶设计 被引量：1

7

作者 曹志鹏 尹红顺 +1 位作者 周拜豪 余华蔚 《燃气涡轮试验与研究》 北大核心 2015年第2期1-6,共6页

高压比单级风扇静叶进口全超声,气流转折角大于50°,常规单排静叶难以达到这样高的负荷水平,采用串列静叶结构是一种有效的技术手段。针对进口超声的基元叶型,采用灵活控制中线形状的基元叶型设计方法,优化叶型前缘激波结构,降低激... 高压比单级风扇静叶进口全超声,气流转折角大于50°,常规单排静叶难以达到这样高的负荷水平,采用串列静叶结构是一种有效的技术手段。针对进口超声的基元叶型,采用灵活控制中线形状的基元叶型设计方法,优化叶型前缘激波结构,降低激波、附面层干扰引起的损失。在级环境下,对分别采用新方法和定制叶型方法设计的串列静叶进行详细的性能对比,三维数值模拟结果显示:应用新方法设计的高负荷串列静叶,可降低激波损失,优化叶排通道内的激波结构,有效控制尾迹分离,改善叶片排间的流动匹配,提高串列风扇性能。 展开更多

关键词 航空发动机 串列静叶 基元叶型 高负荷 激波结构 流动匹配

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复合弯掠定制叶型技术在对旋风机设计中的应用

8

作者 蒋志军 周拜豪 《燃气涡轮试验与研究》 北大核心 2012年第1期5-8,共4页

简要介绍了复合弯掠定制叶型技术及其特点,论述了将该技术应用于对旋风机改型设计的工程实例。风机改型设计结果表明,该技术的应用,使对旋风机的效率及喘振裕度明显提高,叶片厚度和重量都有较大的减小。该实例验证了基于航空发动机高压... 简要介绍了复合弯掠定制叶型技术及其特点,论述了将该技术应用于对旋风机改型设计的工程实例。风机改型设计结果表明,该技术的应用,使对旋风机的效率及喘振裕度明显提高,叶片厚度和重量都有较大的减小。该实例验证了基于航空发动机高压压气机设计体系的复合弯掠定制叶型技术,在低速对旋风机设计中也具有良好的实用性和有效性。 展开更多

关键词 对旋风机 定制叶型 效率 喘振裕度 节能减排

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轴流压气机整体叶盘叶片裂纹故障研究 被引量：7

9

作者 徐峰 李春松 +2 位作者 罗秋生 周拜豪 吴长波 《燃气涡轮试验与研究》 北大核心 2012年第4期25-29,共5页

某型高压压气机整体叶盘在使用过程中出现叶片裂纹故障。运用ANSYS软件对该转子叶片振动特性进行详细计算分析,并结合裂纹叶片断口宏观、微观及金相组织检查结果,找出了转子叶片裂纹产生的原因;针对故障原因,采取相应改进措施,对转子叶... 某型高压压气机整体叶盘在使用过程中出现叶片裂纹故障。运用ANSYS软件对该转子叶片振动特性进行详细计算分析,并结合裂纹叶片断口宏观、微观及金相组织检查结果,找出了转子叶片裂纹产生的原因;针对故障原因,采取相应改进措施,对转子叶型及结构进行优化设计,并完成试验验证考核。结果表明,针对该叶片裂纹故障的原因分析准确,改进措施有效。 展开更多

关键词 高压压气机 整体叶盘 转子叶片 裂纹 振动特性

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某三级风扇转子电子束焊接问题处理

10

作者 苏廷铭 周拜豪 《燃气涡轮试验与研究》 2009年第2期59-62,共4页

某三级风扇的第二级盘鼓组件由四个钛合金零件采用电子束焊接形成,在焊接后轴颈与第二级盘之间的焊缝时,由于焊接定位止口角度的偏差,造成该条焊缝偏离设计,在将已焊接好的鼓筒进行切割修复过程中造成了氮污染。本文对造成此次第二级盘... 某三级风扇的第二级盘鼓组件由四个钛合金零件采用电子束焊接形成,在焊接后轴颈与第二级盘之间的焊缝时,由于焊接定位止口角度的偏差,造成该条焊缝偏离设计,在将已焊接好的鼓筒进行切割修复过程中造成了氮污染。本文对造成此次第二级盘鼓焊缝偏离设计的原因进行了分析,找出了污染的原因,然后有针对性地进行模拟试验及结构调整,最终挽救了第二级盘鼓焊接组件。 展开更多

关键词 电子束焊接 放电 氮污染

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高切线速度低压比单级风扇设计技术及试验验证 被引量：5

11

作者 黄磊 周拜豪 +2 位作者 李清华 罗璇 朱朝艺 《燃气涡轮试验与研究》 北大核心 2016年第6期16-20,共5页

针对单级跨声速风扇高切线速度、低压比的特点,采用先进的气动布局及特性分析方法,高切线速度低压比转子设计、低损失可调导叶设计、大攻角范围低损失静子设计技术,以及叶顶激波系控制技术等,完成了该单级风扇的设计,并在此基础上完成... 针对单级跨声速风扇高切线速度、低压比的特点,采用先进的气动布局及特性分析方法,高切线速度低压比转子设计、低损失可调导叶设计、大攻角范围低损失静子设计技术,以及叶顶激波系控制技术等,完成了该单级风扇的设计,并在此基础上完成机械运转、总性能试验及导叶优化试验。试验结果表明,该单级风扇在满足发动机尺寸设计要求的前提下,各转速流量、效率、压比及稳定裕度均满足设计指标要求,其中效率和稳定裕度远远超过设计指标。 展开更多

关键词 航空发动机 核心机驱动风扇 高稳定裕度 高切线速度 低压比 变循环 定制叶型

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大攻角状态压气机分离流及叶片动力响应特性 被引量：1

12

作者 倪奇峰 侯安平 +2 位作者 刘若阳 周拜豪 张明明 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1410-1418,共9页

为研究大攻角状态压气机转子内部分离区的脱落和传播过程及转子叶片对其动力响应问题,对某跨声速压气机级进行了非定常数值模拟和双向迭代流固耦合数值模拟。研究结果表明,在近失速状态,转子叶片通道内会周期性地发生2次叶背分离区的脱... 为研究大攻角状态压气机转子内部分离区的脱落和传播过程及转子叶片对其动力响应问题,对某跨声速压气机级进行了非定常数值模拟和双向迭代流固耦合数值模拟。研究结果表明,在近失速状态,转子叶片通道内会周期性地发生2次叶背分离区的脱落和传播现象。第1个分离区主要表现出轴向传播特性,其会对下游流场产生影响;第2个分离区主要表现出周向传播特性,其会作用于周向相邻的转子叶片,对转子叶排自身产生激励作用,进而影响叶片表面压力分布,引起叶片较强的动力响应,对叶片结构强度的影响不可忽略。非定常/流固耦合计算手段能够较全面地预测流场中激励源的频率、幅值与位置等,在压气机设计阶段应对此类预测工作予以重视,以期更准确地预测叶片共振及动力响应等问题。 展开更多

关键词 分离区脱落和传播 非定常/流固耦合 数值模拟 叶片振动 动力响应

原文传递

中介机匣附面层数值计算与试验分析 被引量：1

13

作者 刘旭 周拜豪 《燃气涡轮试验与研究》 1994年第4期31-37,共7页

对位于低压风扇出口和高压压气机进口间的中介机匣壁面附面层的分布作了数值计算和试验研究。采用反积分和差分方法分别求解有分离的紊流附面层和层流附面层方程,对层流分离到紊流再附着,层流到紊流的转捩及紊流分离进行了判别,并测量... 对位于低压风扇出口和高压压气机进口间的中介机匣壁面附面层的分布作了数值计算和试验研究。采用反积分和差分方法分别求解有分离的紊流附面层和层流附面层方程,对层流分离到紊流再附着,层流到紊流的转捩及紊流分离进行了判别,并测量了不同进口马赫数条件下的中介机匣壁面的静压和附面层厚度的分布。对比情况说明,计算结果和试验数据基本吻合。 展开更多

关键词 中介机匣 附面层 数值计算 试验 涡轮风扇发动机 紊流 层流 核心机

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叶型反设计计算研究

14

作者 蔡留成 周拜豪 +1 位作者 康小云 王子登 《燃气涡轮试验与研究》 2009年第2期18-21,58,共5页

以某型号发动机压气机叶型生产坐标为设计输入,寻找一种切实可行的叶型反设计方法,以便对该压气机进行反设计计算研究,评估其真实性能,从而为改进设计提供依据。具体反设计过程为:根据等高面叶型生产坐标、设计经验和分析判断给出压气... 以某型号发动机压气机叶型生产坐标为设计输入,寻找一种切实可行的叶型反设计方法,以便对该压气机进行反设计计算研究,评估其真实性能,从而为改进设计提供依据。具体反设计过程为:根据等高面叶型生产坐标、设计经验和分析判断给出压气机各级气动参数分布及其子午面布局,得出其S2流面计算结果,然后再根据S2流面计算结果将生产坐标反设计到流线面上,通过流线上的叶型反设计得出一维、二维及三维计算分析程序所需的计算输入并进行计算分析,对比计算和试验结果,判断反设计方法的有效性。 展开更多

关键词 压气机 反设计 验算 改进

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压缩系统跨音进口级弯掠叶片空气动力学概述 被引量：10

15

作者 桂幸民 周拜豪 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第4期407-411,共5页

转子叶片与静子叶片形状与８０年代前的通用形状已有所变化，三维弯、掠组合设计已成为重要的发展趋势。与之对应的当代气动设计理论被称之为跨音风扇弯掠叶片空气动力学。在简要回顾后掠风扇和后掠桨扇的发展背景前提下，对此分支的内... 转子叶片与静子叶片形状与８０年代前的通用形状已有所变化，三维弯、掠组合设计已成为重要的发展趋势。与之对应的当代气动设计理论被称之为跨音风扇弯掠叶片空气动力学。在简要回顾后掠风扇和后掠桨扇的发展背景前提下，对此分支的内涵进行了分析与讨论。初步提出进行跨音风扇弯掠叶片气动设计所应追加的工程准则。 展开更多

关键词 风扇 压缩机 叶片 航空发动机

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高性能七级压气机设计与试验研究

16

作者 詹寿楠 周拜豪 等 《燃气涡轮试验与研究》 1993年第2期6-20,42,共16页

介绍了高性能推进系统工程预研重点项目之一－高性能七级高压压气机的设计过程和试验情况：围绕着高效率和扩大喘振裕度这两个根本问题，阐述了在各个设计环节包括气动造型，结构设计中所采取的各项措施，给出了试验结果，说明实际达到... 介绍了高性能推进系统工程预研重点项目之一－高性能七级高压压气机的设计过程和试验情况：围绕着高效率和扩大喘振裕度这两个根本问题，阐述了在各个设计环节包括气动造型，结构设计中所采取的各项措施，给出了试验结果，说明实际达到的指标超过了合同规定值，通过这一课题的研究，提供了先进的原理性样机和级叠加试验方法，并建立了一套完整的压气机设计体系。 展开更多

关键词 航空发动机 压气机 设计 试验 高性能推进系统

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掠形风扇技术研究 被引量：4

17

作者 程荣辉 周拜豪 《燃气涡轮试验与研究》 1998年第2期12-17,共6页

介绍了掠形技术的发展历史和现状 ,阐述了掠形叶片的定义、掠形叶片对风扇性能的影响及设计特点 。

关键词 叶型损失 粘性损失 激波损失 掠形叶片 风扇性能 机翼空气动力学

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七级压气机试验件装配问题的分析和处理

18

作者 陈江 周拜豪 吕激 《燃气涡轮试验与研究》 1997年第3期9-11,共3页

航空轴流压气机的设计、加工及装配要求极严。本文针对七级轴流压气机试验件在总装中出现的某些问题进行分析和处理 ,得出的结论可供类似的设计。

关键词 压气机 试验件 装配 航空发动机 总装

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小展弦比带掠风扇转子叶片的耦合颤振 被引量：9

19

作者 吴长波 周拜豪 +1 位作者 崔海涛 高源 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2885-2890,共6页

从结构力学出发,对某发动机整体叶盘进行了盘片耦合振动特性分析,通过分析小展弦比带掠风扇转子叶片的共振转速、耦合颤振和失速颤振,发现了该小展弦比带掠风扇转子叶片存在2阶与3阶动频与静频振型发生变化的特殊现象,揭示了该小展弦比... 从结构力学出发,对某发动机整体叶盘进行了盘片耦合振动特性分析,通过分析小展弦比带掠风扇转子叶片的共振转速、耦合颤振和失速颤振,发现了该小展弦比带掠风扇转子叶片存在2阶与3阶动频与静频振型发生变化的特殊现象,揭示了该小展弦比带掠风扇转子叶片为另一种耦合颤振的问题.通过对该小展弦比带掠风扇转子叶片的结构调整,找出了叶片前掠是该叶片发生此类特殊现象的重要影响因素,适当压缩该叶片的前掠后,从设计上避免了发生颤振的可能,提出叶片各阶频率的分离度需满足10%的设计要求. 展开更多

关键词 整体叶盘 小展弦比 前掠 失速颤振 耦合颤振

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吸附式压气机叶型设计技术研究 被引量：6

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作者 兰发祥 周拜豪 +1 位作者 梁德旺 黄国平 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2296-2301,共6页

以开发能提高叶片负载能力的"吸附式压气机(The aspirated compressor)"叶型设计技术为目标,以某发动机高压压气机的前三级为工程背景,研究了超高负荷的单级吸附式压气机气动方案,初步建立了从子午流道设计、S1流面基元叶型... 以开发能提高叶片负载能力的"吸附式压气机(The aspirated compressor)"叶型设计技术为目标,以某发动机高压压气机的前三级为工程背景,研究了超高负荷的单级吸附式压气机气动方案,初步建立了从子午流道设计、S1流面基元叶型反问题设计到带附面层吸除S1流面计算分析的一套设计方法.以单级方案动叶叶尖截面作为设计实例,演示了开发的设计方法能够设计出基本达到设计要求的吸附式压气机叶型. 展开更多

关键词 叶型反问题设计 附面层吸除 吸气量 吸气位置

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