叶身端壁融合技术研究

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1、第38卷第6期航空发动机V0I．38No．62012年l2月AeroengineDee．2012叶身／端壁融合技术研究季路成，田勇，李伟伟，伊卫林z(1．北京理工大学宇航学院，北京100081；2．中国科学院工程热物理研究所，北京100190；3．中国科学院研究生院，北京100190)摘要：角区流动的现象普遍存在，其中角区流动分离是制约叶轮机性能提升的关键因素。针对抑制或消除角区分离情况，在简要回顾二面角原理的基础上，提出叶身／端壁融合技术(BlendedBlade—EndWall，BBEW)，指出了其所包含的二面角原理的

2、3种应用方式，并以NASA67号转子叶片为例，采用数值方法研究了应用第2种方式(即增大过渡曲面最小曲率半径方式)的改型效果。结果表明：采用二面角原理第2种应用方式的BBEW能够有效地减弱或消除高负荷叶片吸力面角区分离，进而明显改善了67号转子叶片性能，因此BBEW是抑制或消除角区分离的有效技术。关键词：叶身／端壁融合技术；二面角原理；角区分离；高负荷叶轮机季路成(1970)，男，教授，博士生导师，研究方向为航空发动机能源动力和流InvestigationonBlendedBladeandEndwallTechnique体力

3、学jiLu—cheng，TIANYongz3,LIWei—wei，YIWei—lin基金项目：国家自然科学基金(1·sh00l0fA。ropaceEngi“g,BeijingI“titu。。fT。h“0l。gY,Beijing100081,China；(51176012、51006100)资助2·InstituteofEngin。。gThermophysicsc}lin。。AdemyofSciences,Beijing100190，China；收稿日期：2012—05—093·GraduateSchool,ChineseA

4、cademyofSciences，Beijing100190，China)Abstract：ComerflowwasaCOmlllonphenomenon，andcomerflowseparationwasthekeyfactortofurtherimprovetheperformanceofturbomachinery．Inordertosuppressoreliminatethecomerflowseparation，BlendedBladeandEndWall(BBEW)techniquewasproposedonb

5、asisoftheprincipleofdihedral，whichincludedthethreewaysofapplication．TakingNASArotorbalde67asanexample，theimprovementeffectofthesecondwaywasinvestigatedbynumericalmethods，whichincreasedtheminimumcurvatureradiusofcurvedtransitionsurface．Theresultsshowthatthecomersep

6、arationofthehighloadblalesuctionsidecanbeeficientlysuppressedandeliminatedbytheBBEW，andtheperformanceoftherotorbaldewasimprovedobviously．Therefore，theBBEWtechniqueiseffectivetosuppressoreliminatethecomerseparation．Keywords：BBEW；dihedralangleprinciple；comerseparati

7、on；highloadturbomachinery控制问题。一些研究者将前缘处修型为凸包，用于增0引言强前缘马蹄涡的吸力侧分支以削弱通道涡，如2000叶轮机内普遍存在复杂角区流动，其引起的性能年Sauer等[21的工作；Zess等f3]的研究则关注修改前缘恶化是叶轮机气动问题的主要部分。类比外流领域，形状以直接削弱马蹄涡。此外，研究者还更多孤立关叶轮机内并未选择“翼身融合”以消除这种影响，而是注端壁附面层内横向二次流影响，提出了非轴对称端在不同指导思想下展开了实践探索，其中1类是采用壁技术。弯叶片I1】，利用弯叶片产生叶片

8、体力特殊分布以实现本文基于二面角原理，借鉴外流翼身融合，以及二次流动控制、改善性能。但同时也产生了“正弯好还综合叶轮机非轴对称端壁技术，提出了叶轮机叶片是反弯好”的疑惑和缺乏实施准则的问题。叶轮机中f身)／端壁融合技术(BBEw)『81。以NASA67号转子叶另l类受重视的角区问题发生在叶片前缘与端壁相