一种用于传递扭矩的轴流叶轮叶栅的设计与计算

轴流叶轮叶栅是一种能量转换的栽体，实现机械能一流体势能之间的能量转换。结合叶栅叶型设计法和升力模型分析法，提出了一种用于流体动力型叶轮叶栅的设计模型，并运用该模型对一实际装置进行设计，获得了良好的工程效果。     

大转角超低展弦比扩压叶栅流场数值模拟及分析

大转角、超低展弦比叶栅在工程中,多应用于离心压气机轴流扩压器部分,该叶栅上下端壁附面层影响严重,通常存在流动分离现象。通过NUMECA软件对7种叶型叶栅的流场进行数值模拟,分析了各个叶型叶栅在相同进口条件下的不同性能参数,归纳了其原因,找到了性能最好的叶型,得出的结论是叶根到叶尖全部前加载叶型性能最好。     

一种用于传递扭矩的轴流叶轮叶棚的设计与计算

轴流叶轮叶栅是一种能量转换的载体,实现机械能-流体势能之间的能量转换.结合叶栅叶型设计法和升力模型分析法,提出了一种用于流体动力型叶轮叶栅的设计模型,并运用该模型对一实际装置进行设计,获得了良好的工程效果.     

轴流式风机可控扩散叶型的优化分析

分析了绕流叶型与叶栅的实际损失分布。导出了沿叶面无分离流动的优化方程，提出了可控扩散叶型的优化数值方法与叶片成型方法。计算结果给出了两种截面的优化速度分布与相应的ＣＤＡ优化叶型等，在工程应用中获得了较满意的结果。     

轴流透平级优化设计方法的理论研究

本文在分别研究轴流途平级设计中各个环节优化设计方法的基础上,提出了一个轴流透平级优化设计的方法,并给出了研制化透平级的技术路线。其中主要优化设计环节如：透平级子午通道形状以及叶片几何参数的最优选择;叶片扭曲规律的最优选择;叶型表面最优流速分布的理论计算方法;叶栅璧面边界层以及叶栅损失的理论计算法;由背弧最优流优流速分布以及叶型截面厚度分布求叶型的计算方法;给定叶栅壁面流速分布求叶型坐标的理论计算方法。     

径流叶片扩压器的气动设计与优化

径流叶片扩压器的优化设计对提高离心风机的静压效率有重要作用。基于NACA65平面叶栅试验数据和叶栅保角变换方法,建立径流叶片扩压叶栅的气动设计方法,解决了径流叶栅气动设计中基准叶型的转换问题。通过对叶型的参数化和应用遗传算法的优化,可以进一步优化叶片安装角和局部型线,控制叶片表面的流动分布,降低叶栅总压损失和出口气流落后角,相关算例证明了本文方法的可行性。     

压气机叶型的风洞试验研究

基于高亚音速叶栅风洞,本文对具有不同吸力面型线的两种压气机叶型B1和B2进行了平面叶栅试验,详细测量了叶栅出口尾迹和叶片表面等熵马赫数,结合叶型吸力面型线的曲率分布对试验结果进行了分析,获得了两种叶型的气动特性。试验结果分析表明:基于吸力面型线曲率分布预估叶片表面等熵马赫数峰值位置是合理且可靠地;较B1叶栅,B2叶栅的低总压损失保持更宽的攻角范围;当进口马赫数较小时(Ma0.7),在0～2.5°攻角范围内,两种叶栅的低总压损失系数基本一致,此时攻角较小,气流还未从叶片表面分离,气流流动状况较好;在其它攻角范围内,B2叶栅表现出较好的负攻角特性,而B1叶栅表现出较好的正攻角特性;当进口马赫数较高时(Ma=0.7),B1叶栅损失急剧增大,特别是流动发生较大分离的负攻角工况。     

叶片反弯曲对涡轮静叶栅流场影响的试验研究

对一典型涡轮静叶型开展了叶片反弯曲对涡轮静叶栅流场性能影响的试验研究。测量了直叶片叶栅和-10°、-20°弯曲叶片叶栅出口流场。结果表明,对该叶型叶栅,随着叶片反弯曲角的增加,叶栅出口通道涡的强度和尺度稍有增大,但位置变化不太明显,尾缘涡有所减弱,叶栅中部和端部横向二次流均增强;随着叶片反弯曲角的增加,叶栅中部损失变化不大,而端部附近损失明显增大,使叶栅总损失增大,直叶栅总损失最小。     

叶片正弯曲对涡轮静叶栅流场影响的试验研究

对一典型涡轮静叶型开展了叶片正弯曲对涡轮叶栅流场性能影响的试验研究。测量了直叶栅和 +10°、+2 0°、+30°弯曲叶片叶栅出口流场。结果表明 ,对该叶型叶栅 ,随着叶片正弯曲角的增加 ,通道涡一直位于叶栅端壁附近 ,其强度变化很小 ,但叶栅出口尾缘涡明显增强 ,并向叶栅中部扩展 ;同时 ,随着叶片正弯曲角的增加 ,叶栅端部总损失变化不大 ,但叶栅中部总损失迅速增加 ,导致叶栅总损失随叶片正弯曲角的增加而增大 ,直叶片叶栅总损失最小     

平面涡轮叶栅内旋涡结构的试验研究

选择3种典型的平面涡轮叶栅,叶型折转角分别为68o、113o和160o,通过对其内部流场进行详细测量和流动分析,讨论叶型折转角对出口涡量分布、气流角分布以及流动损失的影响,并获得3种典型叶栅的旋涡模型。结果表明,在平面涡轮叶栅中存在着复杂的旋涡结构,而且对于不同的叶型折转角,旋涡模型也不同:随着叶型折转角的增加,流场中通道涡的强度不断增强,其位置也不断向叶片中部移动;受其影响,尾缘涡在整个流场中的地位则随着叶型折转角的增加而逐步降低。旋涡结构的变化会引起叶栅出口的气流角、密流和损失分布的明显差别,可以通过控制旋涡结构来重新组织流场。因此,认识叶栅内旋涡结构的基本特征可以为气动优化策略的选择提供依据。     

叶型超差对某两级涡轮气动特性影响

采用NUMECA商业软件对某两级涡轮叶型超差前后的叶栅进行了数值计算,分析对比了叶型超差前后的涡轮叶栅的气动特性,为涡轮叶片的设计及加工制造提供有意义的技术参考。     

高负荷氦气压气机叶型研究（英文）

经过多年的发展,空气工质压气机已经开发了一系列的适用于从低速到高速的叶型。氦气具有很高的音速,并且经过高负荷设计后的氦气压气机叶栅通道与空气压气机明显不同,因此开发一套适用于高负荷氦气压气机的低损失叶型就显得十分必要了。本文研究了一种适用于高负荷氦气压气机的叶型,并采用数值模拟的方法将其与CDA叶型进行了比较。研究结果表明:高负荷氦气压气机叶型的总压损失系数较CDA叶型降低了3%,而喘振裕度提高了3%。     

低展弦比涡轮静叶栅叶片正弯曲作用的试验研究

对弯曲叶片研究中代表性的HIT涡轮静叶型重新开展了叶片弯曲对低展弦比涡轮静叶栅流场影响的试验研 究。测量了直叶片叶栅、+10°、+20°和+30°弯曲叶片叶栅的进、出口流场,分析了叶片弯曲对叶栅出口二次流、 总压损失和气流角的影响。结果表明:对该叶型叶栅,叶片正弯曲既不能大幅度降低叶栅二次流损失,也不能改 善叶栅出口气流角沿叶高的分布:叶栅出口二次流动、尾缘涡及壁角涡随叶片正弯曲角的增大而增强,而通道涡 强度和位置变化不大;该研究结果同以往有关文献的研究结果完全不同。     

支板融合OGV平面叶栅数值计算及试验研究

针对大涵道比涡扇发动机外涵处支板融合OGV结构,选取其50%叶高处叶型的平面叶栅,采用数值模拟与试验相结合的方法,进行叶栅的流场数值计算,确定缩尺平面叶栅的试验可行性,研究叶栅的攻角损失特性,分析并找出进口马赫数及攻角对叶栅尾迹的影响规律。通过对支板融合OGV平面叶栅进行吹风试验,测量叶栅的尾迹损失及气流角分布,验证了数值计算与试验结果有较好的一致性。     

轴流压缩机S1流面叶栅设计的变分原理

以连续性方程定义出的角函数的自变量，建立了加流压缩机Ｓ１流面叶栅内粘性可压缩完全气体交命题的变分原理与广义变分原理，推广了三元流理论中常用的任意旋成面叶栅的相应理论，为求解优良适用的叶型提供了新的途径。     

低雷诺数透平端部造型控制动叶根部二次流的研究

从抑制叶片前缘马蹄涡的生成和延缓通道涡冲击叶片吸力面而分离的设想出发,改造叶片根部端区25%叶高叶型,构造出具有叶片前缘壁角和均匀加载的新动叶。应用于某型低雷诺数透平动叶,经CFD分析确认透平级的通流和做功能力未受到影响,但是叶栅下端区(35%叶高)压损失下降7%。基于对叶栅内流动结构的认识,有意识地设计出符合流动控制机理的截面叶型,再经过合理的展向积叠形成三维叶片,是降低叶栅流动损失的有效的准三维设计方法。     

带端导叶平面叶栅流动结构与性能的数值研究

以NACA65叶型为基础,构造出平面叶栅端导叶的流动分析模型,研究了在不同间隙尺寸条件下等宽度端导叶的安装位置对叶栅性能的作用.计算结果表明,端导叶在叶片吸力面侧安装时,叶栅性能最佳.其次,对应某一个端导叶条件,存在一个最佳的间隙大小.     

尾缘弯折角对宽攻角范围涡轮叶片气动性能影响的数值研究

采用数值模拟方法研究了涡轮尾缘弯折角对宽攻角叶型气动性能的影响,对比研究了尾缘弯折角和攻角变化对涡轮叶型载荷、出口气流角和损失系数的影响。计算结果表明:当攻角小于7°时,涡轮叶栅损失系数随尾缘弯折角增大而减小;当攻角大于7°时,涡轮叶栅损失系数随尾缘弯折角增大而增大。当尾缘弯折角一定时,涡轮叶栅损失系数先减小后增大,攻角为-23.35°处损失系数最小。随着攻角增加,出口气流角减小,叶片载荷后移。在全攻角范围内,尾缘弯折角增大,涡轮叶栅出口气流角增大,叶片载荷后移。     

低压涡轮Spoon叶片设计技术平面叶栅数值研究

为探索低压涡轮Spoon叶片设计中叶型厚度和厚度径向分布对叶栅性能影响,以低压涡轮平面叶栅为研究对象,对不同叶型最大相对厚度和厚度径向分布情况下叶栅流场和性能开展了数值模拟研究,研究结果表明:Spoon叶片设计存在叶片性能与重量最优组合,最佳叶型最大相对厚度为0.2左右;叶片增厚径向范围应不小于二次流影响区域,综合考虑叶片性能与重量因素,10%以下叶高与端区最大厚度一致,然后线性变化到20%叶高的厚度分布变化规律最佳。     

基于气动反问题的扩压叶栅优化设计

采用扩压叶栅气动反问题的方法,通过选择较优的叶型表面压力系数分布,经过有限步数的叶型修正,获得对应气动目标的新叶型。结果表明:采用Head边界层厚度计算方法,并结合试验设计方法求解出较优的压力系数分布具有可行性。本文采用"弹性模型"修改叶型的方法,设计出了满足要求的叶型,表明该叶型修改方法是成功的,同时表明本文建立的反问题求解程序不仅求解速度快,而且具有较好的实用性以及可靠性。