涡轮效率改变对发动机加速特性的影响 被引量：9

1

作者 黄家骅 冯国泰 +1 位作者 牛军 于达仁 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期368-372,共5页

采用零维闭环数值仿真平台,对某型单轴涡轮喷气发动机进行启动加速过程的零维闭环仿真,通过选择三种不同的调节方式,研究了涡轮效率的改变对发动机的转速、推力和耗油率等发动机特性的影响,其中某些结果与实验数据进行了比较。

关键词 涡轮喷气发动机 数值仿真 涡轮效率 闭环控制

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航空发动机数值仿真试验台建立中几个关键技术问题的讨论 被引量：10

2

作者 冯国泰 黄家骅 王松涛 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期483-488,共6页

本文主要讨论航空发动机数值仿真试验台建立中几个关键技术问题 :发动机数值仿真试验台建立的目标与基本要求 ;发动机三维多功能数值仿真数学模型、精度可靠性与并行算法 ;部件与发动机数值仿真试验台集成软件包 ;发动机仿真软件平台的... 本文主要讨论航空发动机数值仿真试验台建立中几个关键技术问题 :发动机数值仿真试验台建立的目标与基本要求 ;发动机三维多功能数值仿真数学模型、精度可靠性与并行算法 ;部件与发动机数值仿真试验台集成软件包 ;发动机仿真软件平台的框架 ;发动机三维数值仿真硬件系统。只有系统解决上述六个问题才能顺利建立这一仿真试验台。 展开更多

关键词 航空发动机 数值仿真 试验台 并行算法

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涡轮发动机三维多场耦合数值仿真的数学模型 被引量：4

3

作者 冯国泰 黄家骅 +2 位作者 李海滨 王松涛 顾中华 《上海理工大学学报》 CAS 北大核心 2001年第3期189-192,共4页

给出了用于发动机多场耦合数值仿真的统一的数学模型,这一模型由于采用了广义控制体系,在用来求解非定常气、热、弹耦合的变域差分问题时很方便. 讨论了统一的数学模型在不同场的演化,分析了多场耦合的4种类型及发动机多种层次的物理模... 给出了用于发动机多场耦合数值仿真的统一的数学模型,这一模型由于采用了广义控制体系,在用来求解非定常气、热、弹耦合的变域差分问题时很方便. 讨论了统一的数学模型在不同场的演化,分析了多场耦合的4种类型及发动机多种层次的物理模型与数学模型. 展开更多

关键词 涡轮发动机 数值仿真 多场耦合 数学模型 飞机

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航空发动机特性仿真技术的进展与展望 被引量：22

4

作者 黄家骅 冯国泰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期346-351,共6页

回顾了航空发动机特性仿真技术的产生背景 ,综合叙述了从稳态特性计算到瞬态特性计算 ,从特性仿真到综合仿真 ,从零维仿真到多维仿真的发展历程 ,介绍和评述了我国航空发动机特性仿真的研究概况及美国“数值推进系统仿真”计划和发展趋... 回顾了航空发动机特性仿真技术的产生背景 ,综合叙述了从稳态特性计算到瞬态特性计算 ,从特性仿真到综合仿真 ,从零维仿真到多维仿真的发展历程 ,介绍和评述了我国航空发动机特性仿真的研究概况及美国“数值推进系统仿真”计划和发展趋势 ,说明了发动机数值仿真技术及仿真试验台的应用与发展 ,在很大的程度上提高了推进系统设计的可信度 ,降低了实验与研制成本 。 展开更多

关键词 航空发动机 设计 性能参数 计算机仿真

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涡轮气冷技术研究进展 被引量：5

5

作者 韩俊 王松涛 王仲奇 《节能技术》 CAS 2012年第1期29-33,共5页

提高涡轮前进口温度是提升涡轮总体性能的有效方法,而叶片材料成为制约高性能涡轮发展的瓶颈。气冷技术可以满足现有叶片材料在更高温度环境中工作的需求。因此,研究冷气喷射技术的特性和规律,对于高性能涡轮的发展具有重要意义。本文... 提高涡轮前进口温度是提升涡轮总体性能的有效方法,而叶片材料成为制约高性能涡轮发展的瓶颈。气冷技术可以满足现有叶片材料在更高温度环境中工作的需求。因此,研究冷气喷射技术的特性和规律,对于高性能涡轮的发展具有重要意义。本文重点介绍了近年国内外涡轮气冷技术的研究现状,提出研究过程中存在的问题,为后续的研究工作提供参考。 展开更多

关键词 涡轮 气冷技术 特性 规律

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氦气压气机叶型气动特性研究(英文) 被引量：3

6

作者 韩俊 温风波 王松涛 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第3期152-158,共7页

以高温气冷堆氦气轴流压气机叶型气动特性为研究对象,结合优化算法与现代流场模拟技术研究了氦气压气机叶型的设计特点和损失特性。数值模拟采用SST湍流模型和γ-Reθ转捩模型,考虑了氦气附面层转捩对叶型损失的影响。对比低速空气压气... 以高温气冷堆氦气轴流压气机叶型气动特性为研究对象,结合优化算法与现代流场模拟技术研究了氦气压气机叶型的设计特点和损失特性。数值模拟采用SST湍流模型和γ-Reθ转捩模型,考虑了氦气附面层转捩对叶型损失的影响。对比低速空气压气机叶型和CDA叶型,研究了具有低损失和宽广工作范围的氦气压气机叶片表面压力分布特点及其附面层发展特点。研究结果表明,优化叶型在保持设计工况下损失基本不变的情况,大幅度地增加了氦气叶型的低损失攻角范围,并减小了不同攻角时叶型的落后角。优化叶型在正攻角情况下,附面层转捩显著推迟,氦气压气机叶型损失得到有效控制。 展开更多

关键词 高温气冷堆 氦气压气机 优化叶型 附面层转捩

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球窝抑制层流分离的大涡模拟研究

7

作者 杨鹏骋 陈绍文 +1 位作者 王松涛 陈帅彤 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期58-66,共9页

通过大涡模拟方法研究了球窝对低雷诺数下高负荷低压涡轮叶栅吸力侧层流分离的抑制效果和抑制机理,并将其和准二维的U型槽结构进行了对比分析。研究发现,低雷诺数下球窝通过产生周期性脱落的旋涡结构有效地促进了分离剪切层内展向涡的... 通过大涡模拟方法研究了球窝对低雷诺数下高负荷低压涡轮叶栅吸力侧层流分离的抑制效果和抑制机理,并将其和准二维的U型槽结构进行了对比分析。研究发现,低雷诺数下球窝通过产生周期性脱落的旋涡结构有效地促进了分离剪切层内展向涡的卷起和破碎,促进了转捩进程,因而可以有效抑制分离,在45000雷诺数下使损失相对减小了25.4%。同时和准二维结构相比,球窝产生的三维流动结构可以更有效地促进转捩进程,具有更好的流动控制效果。 展开更多

关键词 球窝 低压涡轮 低雷诺数 层流分离 大涡模拟

原文传递

三维叶片技术对离心风机流场结构的影响 被引量：8

8

作者 王松涛 丁骏 +2 位作者 姜斌 杜鑫 张龙新 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期178-184,共7页

为对离心风机叶轮内流动进行有效控制,应用弯叶片和掠叶片的三维叶片技术于某型离心风机。根据积叠线在周向和在子午面内变化方式的不同,数值模拟正弯、反弯、前掠、后掠、前倾、后倾、前掠正弯、后倾正弯八种三维设计叶片。通过比对不... 为对离心风机叶轮内流动进行有效控制,应用弯叶片和掠叶片的三维叶片技术于某型离心风机。根据积叠线在周向和在子午面内变化方式的不同,数值模拟正弯、反弯、前掠、后掠、前倾、后倾、前掠正弯、后倾正弯八种三维设计叶片。通过比对不同三维设计叶片的展向和型面的压力分布、吸力面的壁面极限流线,研究不同叶片对叶栅流道流场结构的影响。正弯、前掠、后倾、前掠正弯、后倾正弯叶片能增大吸力面与前盘之间的端部角区的压力梯度,将端区低能流体推向主流区,减少端区低能流体堆积,控制分离;同时,增加叶片近前缘处的叶片负荷,分离尺度减小。反弯、后掠和前倾叶片则作用结果相反,端区低能流体堆积,分离起始点前移,分离尺度增大,近前缘处叶片负荷减小。 展开更多

关键词 离心 风机 弯叶片 掠叶片

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某高压涡轮第一级导叶传热设计计算 被引量：3

9

作者 韩俊 温风波 +1 位作者 王松涛 洪博文 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期42-46,共5页

为进一步提升燃气轮机涡轮效率,优化冷却结构设计,以某高压涡轮第一级导叶为研究对象,基于数值模拟方法自编Matlab传热程序,结合CFX叶片三维温度场导热进行计算,包括基于管网计算的方案设计和三维传热计算.针对该叶片的特点重新设计了... 为进一步提升燃气轮机涡轮效率,优化冷却结构设计,以某高压涡轮第一级导叶为研究对象,基于数值模拟方法自编Matlab传热程序,结合CFX叶片三维温度场导热进行计算,包括基于管网计算的方案设计和三维传热计算.针对该叶片的特点重新设计了冷却结构.结果表明:叶片局部出现约1 700 K高温区,但尾缘扰流冷却结构增强了换热系数,叶片平均温度较低,约1 300 K.从该导叶的设计过程及计算结果可看出,所使用的冷却结构设计平台可高效完成冷却结构方案设计及三维温度分布验证计算. 展开更多

关键词 涡轮 导叶 温度 冷却结构 传热计算

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低压涡轮低雷诺数条件下气动性能分析 被引量：5

10

作者 王松涛 刘勋 +2 位作者 周逊 冯国泰 王仲奇 《汽轮机技术》 北大核心 2011年第5期324-327,共4页

对某型航空发动机低压涡轮末级进行了数值计算,对比分析了不同雷诺数条件下该级涡轮的气动性能。通过计算分析低雷诺数条件对压力场和损失系数的影响,可以看出,与高雷诺数条件相比,在低雷诺数条件下,低压涡轮效率明显降低,损失增大,扩... 对某型航空发动机低压涡轮末级进行了数值计算,对比分析了不同雷诺数条件下该级涡轮的气动性能。通过计算分析低雷诺数条件对压力场和损失系数的影响,可以看出,与高雷诺数条件相比,在低雷诺数条件下,低压涡轮效率明显降低,损失增大,扩压段增加,横向压力梯度增加,附面层增厚。雷诺数的降低,导致黏性力增加,在静叶片吸力面出现分离区,而且随着雷诺数的降低,分离区加大。 展开更多

关键词 低雷诺数 涡轮 数值模拟 气动性能

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主/被动流动联合控制技术对高负荷扩压叶栅流场结构及损失的影响 被引量：1

11

作者 张龙新 王松涛 +2 位作者 刘勋 丁骏 王仲奇 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第22期161-167,共7页

为精简附面层抽吸结构、提升吸附式压气机的工程应用性,提出将串列叶栅技术与端壁附面层抽吸技术相结合的主/被动流动联合控制技术。以某多级高负荷吸附式压气机末级静子作为研究对象,借助数值模拟的方法,探讨串列叶栅技术、端壁附面层... 为精简附面层抽吸结构、提升吸附式压气机的工程应用性,提出将串列叶栅技术与端壁附面层抽吸技术相结合的主/被动流动联合控制技术。以某多级高负荷吸附式压气机末级静子作为研究对象,借助数值模拟的方法,探讨串列叶栅技术、端壁附面层抽吸技术以及主/被动流动联合控制技术对原型扩压叶栅内部流场结构及气动损失的影响。研究结果表明,主/被动流动联合控制技术结合了两种流动控制技术的优势,对原型高负荷扩压叶栅内部复杂流动的控制效果明显优于单一流动控制技术,通过应用更少的附面层抽吸量,有效地抑制了角区失速的促发,缓解了二维叶型分离流动,叶栅出口参数沿展向分布更为均匀,当端壁附面层抽吸总量为进口流量的0.90%时,总压损失降低了59%。 展开更多

关键词 航空发动机 高负荷压气机 串列叶栅 附面层抽吸 联合控制技术

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尾缘造型及冷气喷射对跨声速涡轮叶栅损失的影响 被引量：2

12

作者 王宇峰 蔡乐 +1 位作者 周逊 王松涛 《汽轮机技术》 北大核心 2017年第6期421-424,共4页

通过对不同尾缘造型、不同尾缘冷气喷射量下某跨声速涡轮叶栅的数值模拟,初步得出了尾缘劈缝冷却对尾缘损失以及叶栅能量损失影响的规律。其主要表现为:从减小叶栅能量损失角度来讲,尾缘冷气喷射流量存在最佳值,且随劈缝长度增加,此最... 通过对不同尾缘造型、不同尾缘冷气喷射量下某跨声速涡轮叶栅的数值模拟,初步得出了尾缘劈缝冷却对尾缘损失以及叶栅能量损失影响的规律。其主要表现为:从减小叶栅能量损失角度来讲,尾缘冷气喷射流量存在最佳值,且随劈缝长度增加,此最佳冷气喷射流量越小;从减小尾缘激波强度角度来讲,较大的冷气流量以及较长的尾缘劈缝有利于减小激波损失,但会消耗过多冷气并增加掺混损失,导致总损失增加。 展开更多

关键词 尾缘劈缝 冷气 激波 损失

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燃料热值变化对9FA燃气轮机涡轮流场的影响(英文) 被引量：2

13

作者 刘勋 王松涛 +1 位作者 赵亦凡 冯国泰 《科学技术与工程》 2010年第19期4784-4788,共5页

对GE公司9FA机型地面燃气轮机进行了准三维计算,分析了燃料热值不同对于涡轮流场产生的影响,对比了各种损失在总损失中的比例,能量损失系数沿叶高的分布,并对二次流损失进行了分析。通过分析得出,燃料热值变化导致了流量变化,继而导致... 对GE公司9FA机型地面燃气轮机进行了准三维计算,分析了燃料热值不同对于涡轮流场产生的影响,对比了各种损失在总损失中的比例,能量损失系数沿叶高的分布,并对二次流损失进行了分析。通过分析得出,燃料热值变化导致了流量变化,继而导致了涡轮部分的气动性能发生变化,能量损失也发生了变化。对于能量损失沿叶高分布影响最大的是二次流损失,其他损失沿叶高分布相对比较平均。 展开更多

关键词 涡轮 效率 能量损失

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跨声速涡轮叶片半劈缝长度及冷气量对叶栅流场的影响 被引量：1

14

作者 王宇峰 蔡乐 +1 位作者 王松涛 周逊 《汽轮机技术》 北大核心 2018年第1期37-40,52,共5页

通过在不同尾部劈缝结构以及冷气量情况下对某型跨声速叶栅数值模拟,得出了劈缝长度及冷气量对叶栅流道内及尾缘附近流场结构影响的规律。主要表现为:尾缘劈缝结构使叶片尾缘内伸波变为两道;长尾缘劈缝以及大尾缘冷气量不仅能够减小尾... 通过在不同尾部劈缝结构以及冷气量情况下对某型跨声速叶栅数值模拟,得出了劈缝长度及冷气量对叶栅流道内及尾缘附近流场结构影响的规律。主要表现为:尾缘劈缝结构使叶片尾缘内伸波变为两道;长尾缘劈缝以及大尾缘冷气量不仅能够减小尾迹宽度、降低尾缘损失,也能够使叶片吸力面分离泡减小,黏性损失降低。 展开更多

关键词 尾缘劈缝 冷气 激波 损失

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冷气对多级涡轮翘曲S_1流面优化的影响

15

作者 王龙飞 王松涛 +2 位作者 罗磊 温风波 崔涛 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期459-470,共12页

设计以翘曲S1流面优化为核心的多级涡轮气动优化流程,研究气膜冷气、尾缘冷气、端壁冷气对优化可靠性和有效性的影响。该流程能够对多种叶高处带叶片冷气的多级翘曲S1流面进行并行优化,提高了优化的可靠性。对两级高压涡轮给定三种叶片... 设计以翘曲S1流面优化为核心的多级涡轮气动优化流程,研究气膜冷气、尾缘冷气、端壁冷气对优化可靠性和有效性的影响。该流程能够对多种叶高处带叶片冷气的多级翘曲S1流面进行并行优化,提高了优化的可靠性。对两级高压涡轮给定三种叶片冷气方案:包括气膜冷气和尾缘冷气的叶身冷气、气膜冷气、无叶片冷气,分别进行翘曲S1流面优化设计。优化后翘曲S1流面平均气动效率分别提高0.20%、0.38%、0.07%,涡轮气动效率分别提高0.33%、0.32%、0.26%,优化的可靠性较好。分析可知,气膜冷气增强了径向二次流动,降低了优化的有效性,尾缘冷气则部分削弱了气膜冷气的消极作用;下端壁冷气较上端壁冷气对端区二次流的作用强,因此前者对翘曲S1流面优化的积极作用更好。 展开更多

关键词 气膜冷气 尾缘冷气 端壁冷气 翘曲流面优化 多级涡轮 可靠性 有效性

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采用复杂三维气动布局的高负荷压气机气动设计研究 被引量：2

16

作者 丁骏 王松涛 +1 位作者 刘勋 王仲奇 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2325-2331,共7页

通过数值模拟,采用融合多种流动控制手段的三维气动布局设计方法,设计了一对单级高负荷轴流压气机进行对比研究。研究结果表明:从传统压气机设计角度出发,采用复杂的三维气动布局设计方法,设计所得的压气机性能仍具备较大的提升空间。... 通过数值模拟,采用融合多种流动控制手段的三维气动布局设计方法,设计了一对单级高负荷轴流压气机进行对比研究。研究结果表明:从传统压气机设计角度出发,采用复杂的三维气动布局设计方法,设计所得的压气机性能仍具备较大的提升空间。而将压气机内的设计矛盾重新分配,以最大程度地利用流动控制技术,可以显著提升压气机在设计点的气动性能,并明显拓宽压气机的稳定工作范围。 展开更多

关键词 高负荷压气机 流动控制方法 压气机设计 数值仿真

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多级吸附式压气机末级静子叶型构型方法研究 被引量：1

17

作者 张龙新 杜鑫 +2 位作者 刘勋 王宇峰 王松涛 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期488-493,共6页

针对某多级低反力度吸附式压气机末级静子较薄,存在叶片抽吸结构设计困难的问题,设计了三种叶型构型——传统双圆弧叶型、优化叶型以及串列静子作为末级静子主流区叶型备选方案。借助数值模拟的方法,详细对比分析了三种构型方案的变工... 针对某多级低反力度吸附式压气机末级静子较薄,存在叶片抽吸结构设计困难的问题,设计了三种叶型构型——传统双圆弧叶型、优化叶型以及串列静子作为末级静子主流区叶型备选方案。借助数值模拟的方法,详细对比分析了三种构型方案的变工况性能及其内部流场结构特点。结果表明,当叶型扩压因子超出常规设计范畴时,传统双圆弧叶型设计点处于损失急剧增加的位置;优化叶型通过合理调整叶型内部压力场分布,显著降低了设计点附近及正冲角下的总压损失,但大负冲角下,压力面分离损失加剧;基于原型双圆弧叶型参数设计的串列静子具有更佳的气动性能,在全工况范围内,损失均低于单列叶片。 展开更多

关键词 高负荷压气机 叶型优化 串列静子

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变工况下轴向非均匀凹槽叶顶的实验研究 被引量：4

18

作者 孟庆鹤 陈绍文 +1 位作者 李伟航 王松涛 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期2398-2403,共6页

本文通过低速平面叶栅风洞实验的方法,将轴向非均匀间隙与叶顶凹槽进行结合,分析了其在不同工况下的性能及流场结构。结果表明:非均匀间隙适用于凹槽叶顶,在各个方案中均能显著降低能量损失系数(最高8.9%),并提高通流流量(最高1.53%);... 本文通过低速平面叶栅风洞实验的方法,将轴向非均匀间隙与叶顶凹槽进行结合,分析了其在不同工况下的性能及流场结构。结果表明:非均匀间隙适用于凹槽叶顶,在各个方案中均能显著降低能量损失系数(最高8.9%),并提高通流流量(最高1.53%);攻角的增大导致端壁处泄漏涡低压区增大,并延迟了泄漏涡抬离壁面,继而在下游引发了高损失区的扩大;轴向非均匀间隙下出口气流欠偏转现象更加明显,而正攻角条件下的欠偏转现象有所减轻。 展开更多

关键词 涡轮平面叶栅 叶顶凹槽 轴向非均匀间隙 实验研究

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小高径比扰流柱冷却通道的换热和流动特性 被引量：6

19

作者 王龙飞 王松涛 +2 位作者 卢少鹏 罗磊 温风波 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1307-1318,共12页

采用数值模拟的方法,对涡轮叶片尾缘处圆形小高径比扰流柱冷却通道的换热和流动特性进行了研究,分析进口雷诺数和扰流柱间距对冷却通道换热和流动特性的作用过程.结果表明:进口雷诺数的提高能够有效改善冷却通道端壁的换热性能,但这种... 采用数值模拟的方法,对涡轮叶片尾缘处圆形小高径比扰流柱冷却通道的换热和流动特性进行了研究,分析进口雷诺数和扰流柱间距对冷却通道换热和流动特性的作用过程.结果表明:进口雷诺数的提高能够有效改善冷却通道端壁的换热性能,但这种改善能力随着进口雷诺数的提高而逐渐减弱,同时降低冷却通道的压力损失系数.在两种扰流柱间距中,流向间距是影响端壁换热性能的主要因素,随着流向间距的减小,冷却通道换热性能逐渐变好,压力损失系数降低;横向间距是影响冷却通道流动损失的主要因素,两者大小成反比关系.在通道计算中,扰流柱平均换热性能约是端壁平均换热性能的1.8倍,端壁换热权重约是换热面积比0.824倍,同时该权重几乎不受进口雷诺数的影响. 展开更多

关键词 小高径比扰流柱 换热改善 扰流柱间距 压力损失系数 燃气涡轮 进口雷诺数

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重型燃气轮机压气机多截面叶型优化设计 被引量：5

20

作者 丁骏 王松涛 +2 位作者 刘勋 徐皓 王仲奇 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期549-557,共9页

出于对叶型沿叶高方向的不同以及不同叶高处气动边界的不同两方面考虑,开发了一套叶片多截面叶型优化的设计流程.以单级高负荷压气机的进口导叶和大折转角静叶为优化对象,以多截面关联的性能参数为优化目标,采用考虑附面层转捩的MISES... 出于对叶型沿叶高方向的不同以及不同叶高处气动边界的不同两方面考虑,开发了一套叶片多截面叶型优化的设计流程.以单级高负荷压气机的进口导叶和大折转角静叶为优化对象,以多截面关联的性能参数为优化目标,采用考虑附面层转捩的MISES计算程序对叶型气动性能进行分析,并通过遗传算法对叶片进行优化.结果显示:在有效工作范围内,各截面叶型经优化后,前部负荷提高,中部及后部负荷降低,性能得到一定提升.三维数值模拟结果显示,在无大尺度二次流动的条件下,多截面叶型优化方法对提升叶片性能切实可行. 展开更多

关键词 重型燃气轮机 压气机叶型 优化设计 多截面优化 附面层转捩

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