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1、第44卷第10期上海交通大学学报Vol.44No.102010年10月JOURNALOFSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYOct.2010文章编号:10062467(2010)10134205+1351跨音速压气机非设计点性能预测胡江峰,欧阳华,竺晓程,杜朝辉(上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240)摘要:基于二维流线曲率法数学模型,参考公开发表的研究成果,拓展了一种适应于跨声速压气机的损失和落后角模型,并考虑3D和雷诺数的修正,对轴流跨音速压气机转子NASARotor37进行了数值计算,得
2、到了设计点与非设计点的特性曲线,并与实验数据进行了对比和分析.结果表明,该方法能较好地预测轴流压气机特性和参数分布,可为压气机的设计和优化提供参考.关键词:跨音速压气机;流线曲率法;损失和落后角模型;非设计点中图分类号:TK472文献标志码:APerformancePredictionofTransonicAxialCompressoratOffdesignPointsHUJiangfeng,OUYANGHua,ZHUXiaocheng,DUZhaohui(SchoolofMechanicalEngineering,Sha
3、nghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240,China)Abstract:Theimprovedlossanddeviationmodelsfortransoniccompressorweredevelopedbasedon2Dstreamlinecurvaturemethodaccordingtopublicresearchfindings.Considering3DandReynoldseffects,theinternalflowfieldoftransoniccompressorrotorNASA
4、rotor37wascalculated,thusobtainingthecharacteristiccurveofdesignandoffdesignpoints.Thecomparisonofsimulationandexperimentvalueshowsthatthismethodcanpredicttheperformanceanddistributionofparameterwithhigheraccuracyforaxialcompressor,andcanbeusedforoptimizationanddesignofcomp
5、ressor.Keywords:transoniccompressor;streamlinecurvaturemethod;lossanddeviationmodels;offdesignpoints现代航空发动机要求压气机在设计状态和非设基于雷诺平均全三维CFD计算近年来取得了飞速计状态均具有良好的性能,因此压气机非设计点性发展,但受湍流模型、转捩模型、网格数量等的限制,能预测变得非常重要.在压气机的气动设计中,需要全三维方法还难以用于预估压气机的全工况性[1]对非设计工况下压气机性能进行较准确的预估,以能.目前,在叶轮机械设计和分析领
6、域,各大研发便对设计参数进行调整和优化.跨声速压气机内部机构均采用二维轴对称流线曲率法预估压气机特流动非常复杂,具有复杂的激波结构、二次流损失、性,只要能够准确预测落后角模型、损失模型等,流[12]端壁损失以及激波、附面层干扰,边界层的转捩和分线曲率法就能够得到快速且较为准确的结果.[37]离等因素,因此要准确预估压气机特性是很困难的.国外NASA等研究机构,提出了很多适用收稿日期:20091109基金项目:高等院校博士点专项科研基金项目(20060248036)作者简介:胡江峰(1981),男,陕西省蒲城县人,博士生,主要研究方向为
7、叶轮机械气动热力学.Email:jiangfenghu@sjtu.edu.cn.杜朝辉(联系人),教授,博士生导师,Email:zhdu@sjtu.edu.cn.第10期胡江峰,等:跨音速压气机非设计点性能预测1343于跨声速压气机的损失模型、落后角模型和阻塞因入角;n为流入角随弯度变化的斜率;∃3D为考虑3D[810]子模型,国内许多科研院所也做了大量工作.本影响的参考攻角的修正角;%为叶栅弯角.文追踪大量国内外研究进展,拓展了一种以分量形1.3落后角模型式表示的模型来计算叶片排的损失和落后角,并用1.3.1参考落后角模型堵塞
8、因子修正环壁附面层堵塞影响,对跨音速压气参考攻角下叶栅产生的落后角即为参考落后机转子NASARotor37进行了数值计算,并与实验角,采用NACA65
