跨声速多级轴流压气机性能预测

摘要

为了实现对跨声速多级轴流压气机在设计阶段设计点和非设计点性能的准确预测，改进二维通流计算方法—流线曲率法的计算精度是非常重要的。本文建立了基于流线曲率法的压气机性能预测方法，重点探究了计算程序中的攻角模型、落后角模型、损失模型和堵塞模型系统，最后对四台跨声速轴流压气机各个工况的性能预测进行了验证。
　　本文重点改进了流线曲率法特性分析程序的模型系统，包括攻角模型、落后角模型和损失模型等，并对模型的适用条件进行严格划分。模型以科学严谨的实验手段作为支撑，同时符合跨声速多级轴流压气机内部的流动机理，不做人为强制修正。另外，采用三维轴对称边界层积分方程与流线曲率法耦合来对各级进出口的端壁堵塞因子进行计算，考虑了边界层输运、边界层剪切应力、叶片损失厚度和转换条件等重要因素的影响，提高了程序运行效率，且得到的结果与实际物理机制更加符合。
　　最后本文将改进程序应用于四台级数分别为一级、二级、三级和六级的跨声速轴流压气机的特性分析验证。验证结果表明，本文的通流计算方法能够较好地对各类跨声速压气机各个工况的总体特性进行预测，且能通过径向气动参数的分布规律对流动机理进行快速分析，具有较高的学术价值和工程使用价值。

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第一章 绪论

1.1选题背景及意义

1.2压气机通流计算流线曲率法研究现状

1.3本文主要工作

第二章 控制方程的推导

2.1引言

2.2气动热力学基本方程

2.3流线曲率法控制方程推导

2.4本章小结

第三章 基于流线曲率法的压气机性能预测方法

3.1引言

3.2正反问题关联

3.3程序计算流程

3.4数值求解

3.5本章小结

第四章 流线曲率法压气机性能预测模型系统

4.1引言

4.2攻角模型

4.3落后角模型

4.4损失模型

4.5堵塞模型

4.6本章小结

第五章 跨声速压气机性能预测分析

5.1引言

5.2 Stage 37单级跨声速高压压气机性能预测分析

5.3 TP 1493两级跨声速风扇性能预测分析

5.4 74A三级跨声速高压压气机性能预测分析

5.5 E3六级跨声速高压压气机性能预测分析

5.6本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢

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