某压气机典型级流固耦合分析与工程经验公式对比

摘要

本文采用流固耦合方法对某重型燃机压气机典型级进行了数值模拟和工程经验公式验证，旨在获得设计工况下典型级的流场特征以及叶片在气动载荷、离心惯性力载荷耦合作用下的变形、应力分布。计算结果表明：压气机第0级动叶工作在超声速条件下，第1级动叶处激波强度明显弱于第1级动叶，分离区内涡系的发展可能造成叶片受循环交变应力而导致疲劳失效。典型级叶片根部区域的载荷较大，且第1级静叶的载荷略高于第0级静叶。在强度校核中，第0级动叶与其他列叶片相比较为危险，最大等效应力出现在压力面中下部以及叶片出气边叶根处，叶顶最大扭转变形量约为叶高的3.1％。有限元计算结果总体略高于工程经验公式的计算值，两者的趋势及符合程度基本一致。