分析涡轮叶片三维气动方法研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第41卷第4期热力透平Vo1．4lNo。42012年12月THERMALTU开BlNEDOC．2012涡轮叶片三维气动分析方法研究彭茂林，杨自春，曹跃云，初珠立(海军工程大学动力工程学院，湖北省武汉市430033)摘要：精确的涡轮叶片气动性能计算是对其进行设计优化的重要基础。基于PRO／E软件建立了某涡轮流场叶片三维参数化实体模型，采用SST(shearstresstransport)湍流模型对建立的涡轮流场叶片进行了三维气动分析，得到了流场及叶片表面的温度、压力、流速以及能量损失等气动参数分布，并对它们的变化规律进行了分

2、析；基于叶片气动效率计算公式，给出了叶片平均气动效率的计算方法并分析了叶片气动效率沿叶高的变化规律，为涡轮叶片的气动设计优化奠定了较好的基础。关键词：涡轮叶片；气动分析；动能效率中图分类号：TK262文献标识码：A文章编号：1672—5549(2012)04—0245—06ResearchonThreeDimensionalAerodynamicAnalysisofTurbineBladePENGMao—lin，YANGZi—chun，CAOYue—yun，CHUZhu—li(SchoolofPowerEngineering，NavalUniversityo

3、fEngineering，WuhanHubei430033，China)Abstract：Itisthesignificantgroundworktoobtaintheaccurateaerodynamicperformancecalculationforthedesignoptimizationofturbineblade．ByusingPRO／E，thethreedimensionalparameterbladeanditsflowfieldmodelofaturbinewereestablished．And，theShearStressTranspor

4、tturbulencemodelwasintroducedtocalculatetheaerodynamicperformancesoftheturbinebladewithANSYSWorkbenchplatform．Thus，thetemperature，pressure，velocityandenergylossdistributionoftheturbinebladeandflowfieldweregained，thentheirchan~ngregularitieswereanalyzed．Accordingtothecomputationalfo

5、rmulaoftheaerodynamicefficiency，themethodtocalculatetheaverageaerodynamiceficiencyofthebladewasprovided，andthechangingregularitiesofaerodynamicefficiencywiththebladeheightwasdiscussed．Theresultsprovethatthethreedimensionalaerodynamicanalysisgeneratestheaccuratedistributionandchangi

6、ngregularitiesoftheaerodynamicperformancesandcanbeusedasreferencesforthedesignoptimizationofturbineblade．Keywords：turbineblade；aerodynamicanalysis；aerod)namicefficiency涡轮机械内部的流动十分复杂，不仅具有非了叶片附面层的涡流能量损失情况；本文还详细定常的三维流动性质，而且通常伴随着涡流、附面介绍了叶片气动效率的计算方法，分析了气动效层分离、二次流、激波等复杂流动过程。随着计算率沿叶高的变化规律

7、，为涡轮叶片的设计优化奠流体动力学的发展，借助对涡轮叶片流场进行数定了较好的基础。值分析的先进的计算流体分析软件，研究者对于涡轮叶片流场内部的复杂流动的认识越来越1气体运输方程深刻，从而对涡轮叶片的设计优化产生积极的推动作用。本文基于ANSYSWorkbench平台，对某高温高速燃气在涡轮叶栅中的高速流动，其燃气涡轮叶片流场进行三维气动分析，得到了流流动需满足质量守恒、动量守恒、能量守恒定律，场内部的气体压力、温度、流速等分布情况，分析气体流动方程knT：收稿日期：2012—08—18修订日期：2012—1O一12基金项目：预研基金项目(513270301)

8、；预研基金项目(9140A27050109JB111