CST造型方法在涡轮叶片前缘修型中的应用研究

论文摘要

为了探究CST (形状函数变换技术)造型方法在涡轮叶片前缘修型中的应用效果,完善了CST方法在前缘型线重构中的实施细节,数值模拟了雷诺数对前缘修型前后叶型损失及边界层特性的影响,验证了CST前缘修型方法在新型高速飞行器低压涡轮中的实用性。结果显示:CST方法前缘修型可以消除HD叶型吸力侧前缘的压力峰和分离泡,从而使得高雷诺数条件下吸力侧分离诱导的边界层转捩现象延迟发生,叶型损失降低32%,拓展了低损失状态的雷诺数范围。吸力侧损失的降低在低雷诺数条件下主要来自于前缘附近的剪切层,而高雷诺数条件下主要来自于前缘剪切层和扩压段前的层流边界层。新型高速空天飞行器低压涡轮叶片采用CST前缘修型对提升效率是有效的,在设计点状态附近效率提高0.1%,而膨胀比较低的大负攻角状态下效率提升0.3%～0.5%,损失降低的位置主要集中在叶展中部压力侧边界层和根部的二次流区域。

论文目录

• 1 引言
• 2 研究方法
•   2.1 CST方法
•   2.2 叶型与工况
•   2.3 数值方法
• 3 计算结果与分析
•   3.1 CST设计参数快速确定判据
•   3.2 CST方法修型对叶型雷诺数特性影响
•     3.2.1 叶型总压损失特性
•     3.2.2 吸力侧边界层特性
•     3.2.3 边界层能量耗散
•   3.3 CST前缘修型的应用与验证
•     3.3.1 叶片几何参数
•     3.3.2 设计点Spike强度变化
•     3.3.3 工作特性线与非设计工况
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 崔涛,王松涛,汪帅,温风波,王仲奇

关键词: 涡轮,前缘,压力尖峰,分离泡,边界层,叶型损失,能量耗散,熵产率

来源: 推进技术 2019年08期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 航空航天科学与工程

单位: 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院

基金: 国家自然科学基金（51206034,51436002）

分类号: V232.4

DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.190063

页码: 1767-1779

总页数: 13

文件大小: 7193K

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