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端壁造型技术

/endwall profiling technology/
条目作者杜娟

杜娟

最后更新 2022-12-23
浏览 100
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通过改变叶轮机械端壁造型型面改善流动稳定性的方法。

英文名称
endwall profiling technology
所属学科
工程热物理及动力工程

按造型的种类,端壁造型可分为轴对称(见图)和非轴对称。在以旋转为主要特征的叶轮机械中,两类造型的适用范围和作用各有不同。端壁造型首先发展于非轴对称造型概念。其用意为利用叶片吸力面与压力面方向的压差来调整涡轮叶片通道内的二次流动。现有的端壁造型技术可以分为两大类。第一类是采用优化的方法,将造型的端壁区域首先离散成若干控制点,这些控制点的坐标在造型优化过程中允许在一定范围内变动,寻优过程与纳维-斯托克斯方程的求解过程循环嵌套,通过设定合理的优化目标最终确定新的控制点坐标。这种方法可以在对端壁复杂流动不能完全了解的情况下,借助数学方法找到符合流场的最优结构。第二类方法是结合给定物理流场,在较好地掌握端壁区气动特点的基础上选择适当的几何控制方程来生成所需的造型结构。

端壁造型利用非轴对称机匣造型来推迟压气机转子叶尖型失速;利用轴对称轮毂造型来改变跨声压气机激波分布,进而实现性能的改进,以及稳定裕度的提高;利用非轴对称轮毂造型来消除压气机静叶角区分离,提高效率。

涡轮轴对称机匣设计涡轮轴对称机匣设计

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