DERA的核心压气机发展验证计划

对DERA的核心压气机发展验证计划作了简要介绍,重点围绕核心压气机设计研制思想、方法和设计研究体系的发展验证,分析和说明了已取得的各项进展。最后对这一研究计划的意义进行了分析和讨论。     

跨音速平面叶栅全位势无粘-粘性迭代计算

本文发展了一种全位势与附面层、尾迹流正逆模式积分法迭代计算程序,给出了计算结果与国内外四个不同的叶栅风洞试验结果的对比分析。结果表明,对比是较为满意的,本文在网格生成,无粘跨音流求解和无粘流与附面层、尾迹流迭代等方面所作的发展和改进适用,使整个程序系统具有工程实用价值。      

双圆弧平面压气机叶栅实验数据的整理及其在压气机中的应用

本文根据34套双圆弧平面压气机叶栅的实验数据,整理出最小损失攻角和最大临界马赫数的经验曲数,并讨论了它们在超跨音速压气机中的应用。数据表明,本方法能满足实际应用的要求。本文的数据也表明了通常使用的NASA SP—36的叶栅数据在跨音速范围内误差是很大的,与实验数据不相符合。     

小展弦比前缘后掠或前掠叶片的研究和发展

叶片发展趋势为提高发动机的推重比,要求提高风扇和压气机的级压比。而提高级压比最有效的技术措施是提高叶片旋转速度,但这会增加与激波有关的损失,并容易引起叶片振动和强度问题。为保持合理的气动效率和改进工作可靠性,出现了小展弦比后掠叶片等新的气动布局和造型。这一发展趋势既与风扇或压气机发展的历史进程一致,又符合技术发展的内在规律。国外70年代以来几个典型的风扇级参数统计如右表。由表中可见,随着级压比的提高,叶尖速度相应提高,叶片也随之向小展弦比前缘后掠（或前掠）方向发展。80年代以来,美国小展弦比后掠叶片…     

风扇和压气机全三元气动设计体系的研究和发展

为提高级压比、喘振裕度和工作可靠性,保持可接受的效率水平,风扇和压气机叶片的气动外形正在发生显著变化,如朝大后掠、小展弦比,复合弯扭方向演变。在设计这种叶片时,需对叶片通道内的气流结构有更深入的了解,并有更精细完善的设计分析体系。目前,风扇、压气机气动设计体系正从准三元发展到全三元。本文介绍近年来我们开展的全三元设计体系研究及取得的进展。对该体系的鉴别和校准以及设计应用表明,这套先进程序系统已能在工程上谨慎使用。最后提出了进一步工作的建议。     

国外发展风扇／压气机设计体系的一些经验和启示

采用历史和技术内在规律相结合的方法,首先回顾和分析研究了历史上风扇/压气机设计技术发展的里程碑及其特点,归结出以经验为基础的设计体系要点和工程科学方法。然后对1990年以来国外最新的设计体系进行分析讨论,强调新的设计体系的发展和组成、与其相配套的经验数据和准则以及为减少对经验数据的依赖而发展的计算流体力学程序及其精度的鉴别和校准,还列举了多级压气机较典型的试验研究途径。最后结合风扇/压气机设计和设计体系发展的实际,引出几个有启发性的问题,以供进一步研究讨论。     

CISA 3D Navier—Stokes程序在压气机中的鉴别和应用

用压气机叶栅试验数据、多级压气机的第4级静子计算结果和跨声速转子试验结果对CISA 3D N-S程序的计算精度进行了鉴别研究。结果表明,该程序对设计点的落后角的计算精度较高,而对损失的计算还存在一定的分散度。采用 CISA 3D N-S程序和S_2-S_1程序对一台多级压气机试验件的第3级静子进行三维造型修改设计,取得了预期的效果。     

一种削弱跨音叶栅流场中激波强度的数值方法

本文提出了削弱跨音叶栅流场中激波强度的两个计算方案,并给出了两套叶栅的计算结果。数值结果表明,削弱激波强度的效果是明显的。文中提出的数值方法可方便地纳入现有压气机气动设计系统付诸实用。本文的工作是初步的,并有待实验验证。     

一种新的适用于叶栅绕流计算的网格生成法及其应用

本文对平面叶栅气动计算网格生成方法作了简要评述。在此基础上,根据叶栅槽道流动的特点,提出一种以等比级数为基础,用几何方法构作H网格的数值方法。用这种网格进行流场计算的结果表明,所生成的网格在叶片前后缘区有很高的分辨能力,能够算出速度分布的细微结构。本文的计算结果与亚音速及跨音速叶栅速度图解符合得很好。     

国外三维粘性流场计算程序的鉴别和校准

三维粘性流场计算程序(Navier-Stokes方程的Reynolds平均形式计算程序),在投入工程有效应用之前,需要经过严格的鉴别和校准。本文根据美国Sandia国家实验室对程序鉴别和校准的建议,以及GE,P＆W等公司近年来在压气机中对三维粘性程序的鉴别和校准经验进行介绍和讨论,以供参考。