总压畸变对整机稳定性的影响研究分析

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1、第38卷第4期航空发动机2012年8月Aeroengine总压畸变对整机稳定性的影响研究分析好毕斯嘎拉图，周胜田，张志舒，胡骏z(1．中航工业沈阳发动机设计研究所，沈阳110015；2．南京航空航天大学能源与动力学院，南京210016)摘要：为分析进气畸变对发动机稳定性和性能影响，基于带源项的2维非定常欧拉方程发展了1种数值计算方法。利用所建立的模型针对某型发动机分析了总压畸变对整机稳定性和性能参数的影响，以及典型影响因素对临界总压畸变指数的影响。计算结果表明：该模型预测较准确，预测结果具有工程应用价值。关键词：航空发动机；整机稳定性；总压畸变；数值模拟EffectofT

2、otalPressureDistortion013AeroengineStabilityHAObisigalatU，ZHOUSheng—tian，ZHANGZhi—shu，HuJun(1．AVICShenyangEngineDesignandResearchInstitute，Shenyangi10015。China；好毕斯嘎拉图(1986)，男，在读硕士2．CollegeofEnergyandPower，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，研究生，研究方向为航空发动机总体性能及稳定性预测。Nanjing210016

3、，China)Abstract；Inordertoanalyzetheeffectofinletdistortionontheaeroennestability收稿日期：2011-07—18andperformance，anumericalcalculationmethodwasdevelopedbythetwo-dimensionalunsteadyEulerequationwithsourceitem．Theeffectoftotalpressuredistortiononanaeroenginestabilityandperformanceparameterswas

4、analyzedbythemode1．Theeffectoftypicalinfluencefactoronthecriticaltotalpressureexponentwasstudied．Theresultsshowthattheaccuracyofthemodeliswellandvalueofengineeringapplication．KWwords：aeroengine；aeroenginestability；totalpressuredistortion；numericalsimulation道也划分成一系列相同的扇形区，计算网格划分如图O引言1所示。因此

5、，每个计算单元是1个环形的通道扇形先进航空发动机设计除具备高性能、高可靠性和区(或子发动机)，其上、下边界一般为内、外机匣，采用良好隐身性之外，还必须满足飞机适用性指标，在整不可渗透的边界条件。每个单元采用带源项的非定常个飞行包线范围内具有足够的可用稳定裕度，为此，2维欧拉方程计算。发动机风扇／压气机部件可以整在发动机设计过程中，需要对各种性能与可用稳定裕体作为1个单元，也可以分成几个单元，每个单元可度等要求之间进行折衷，以达到最佳平衡。因此，对各以是1级，也可以是若干级组。在计算中只需要给定类降稳因子对发动机稳定性的影响进行研究非常重每个单元进、出口截面的内外半径、单元

6、长度，及进口要。大量研究表明，在各类降稳因子中，进气畸变对发截面气流角度和单元特性(如风扇压气机或高、低压动机稳定性的影响最大1。涡轮特性以及损失单元的流动损失特性等)。本文基于带源项的2维非定常欧拉方程发展了1种预测进气畸变对发动机稳定性和性能影响的数值计算方法，并分析总压畸变对整机稳定性的影响。1计算方法1．1物理模型及网格划分图1物理模型和计算网格划分在建立物理模型时，将一系列垂直于发动机轴线1．2数学模型的截面划分成若干个计算单元，且在圆周方向上将流数学模型采用积分型的控制方程，坐标系为圆柱第4期好毕斯嘎拉图等：总压畸变对整机稳定性的影响研究分析35坐标系。本文主

7、要计算周向畸变对发动机稳定性的影(2K2+2K+K4)响，且根据俄罗斯稳定性理论认为径向畸变对发动机K，)稳定性的影响很小，可以忽略不计，在控制方程中忽略参数的径向变化，而采用径向平均参数。在模型中，以争，)考虑黏『生作用的各部件实际特l生代表发动机各部件的气动作用，将控制方程中的流动视为无黏流动，控制方争等)程可简化为带源项的2维非定常无黏欧拉方程。g4=f(t+，y％hK3)连续方程f，y)=，y：(p，T，g，)U式中：h为时间步长；K为基本变量时间导数。吾』pdV一』pC·dS+g(1)2计算结果及分析轴向动量方程2．