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壓氣機葉片非同步振動機理及氣動布局優化研究

黃玉薇  侯安平  吳杰  張明明  韓亞東  
【摘要】:針對航空發動機葉片中的非同步振動誘發葉片斷裂失效問題,基于時域推進的方法建立了壓氣機全周物理域的流固雙向耦合模型,旨在對周向非定常擾流和葉片氣動彈性特征進行更合理的描述。通過該模型揭示了葉片非同步振動的發生機理,并通過一定的氣動布局手段優化了葉片表面氣動力和振動幅值。研究表明:葉尖泄漏流與主流摻混后形成的通道渦是誘發葉片產生非同步振動的根本原因,而摻混流的周向傳播強度僅在一適中的范圍內時才具有產生明顯通道渦的能力,并提出以通道前緣截面上的流動相對周向動量W_(mix)為判斷通道渦和振動幅度強弱的依據。導葉偏轉角或導葉柵距非諧程度的增大,均會對摻混流的周向強度有一定的加強作用,使得通道渦強度和非同步振動幅值呈現先增大后減小的趨勢。

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