基于流线曲率法的周向弯曲叶片的性能计算

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弯掠技术作为减小流动损失的有效手段被广泛用于叶轮机械领域中,尤其是涡轮当中。然而由于压气机中存在强逆压梯度,使得压气机中的流动与涡轮中流动存在着差异,因此弯掠技术在压气机中的应用,尤其是动叶中的应用需要进一步的研究。本文以低速轴流压气机周向弯曲动叶为研究对象,采用流线曲率法对其进行了性能计算。为了计及弯掠作用,在基本的S2通流计算中,增加在叶片通道内的计算站,通过引入体积力分布来模拟弯掠叶片对气流的作用。同时对现有的总压损失和落后角模型进行了对比研究,选取了适合于本文的总压损失和落后角模型,主要研究工作如下:采用Fortran语言进行流线曲率法程序实现,通过对某高压压气机出口三级的性能计算,验证了本文的所采用的损失和落后角模型能给出正确的变化趋势,并具有相当精度。其次对具有不同弯角而周向弯曲叶片进行了对比研究,探讨了周向弯曲方向及弯角大小对轴流压气机性能的影响。最后使用NUMECA-Fine/Turbo软件计算平台对流线曲率法计算得到的结果进行验证,并进一步分析了周向弯曲方向对低压轴流压气机流场的影响。通过计算得到的结果可以看出,流线曲率法在弯掠叶片的设计与分析阶段,可以快速评估叶片弯掠的影响,为弯掠叶片的设计提供参考。
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