申请/专利权人：北京理工大学

申请日：2024-04-17

公开（公告）日：2024-07-05

公开（公告）号：CN118296763A

主分类号：G06F30/17

分类号：G06F30/17;G06F30/28;F01D5/14

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.07.23#实质审查的生效;2024.07.05#公开

摘要：本发明涉及一种高负荷涡轮端区边界层的流动组织方法，包括以下步骤：SS1，确定边界层扭曲修正叶片的设置位置；SS2，确定边界层扭曲修正叶片的扭曲角度；SS3，确定边界层扭曲修正叶片的三维叶栅设计。本发明通过在转静交界面近端区附近采用气流修正叶片，消除端壁边界层扭曲造成的负攻角，使得近端区流体进入下游叶栅通道的速度方向与主流速度方向基本一致，从而实现高负荷涡轮端壁边界层扭曲的控制，优化进口端区流场结构，降低二次流损失，改善高负荷涡轮气动性能。

主权项：1.一种高负荷涡轮端区边界层的流动组织方法，其特征在于，包括以下步骤：SS1，确定边界层扭曲修正叶片的设置位置：在上游转子叶片2和下游静子叶片6之间设置边界层扭曲修正叶片4，确定边界层扭曲修正叶片4的前缘与转静交界面3的距离，边界层扭曲修正叶片4的尾缘与下游静子叶片6的前缘距离；SS2，确定边界层扭曲修正叶片的扭曲角度：定义轮缘叶型进口构造角α1、轮毂叶型进口构造角α2、轮缘叶型出口构造角、轮毂叶型出口构造角，其中，轮缘和轮毂的进口构造角由上游转子端区低能流体的实际出气角确定，根据端壁边界层扭曲规律，轮毂叶型进口构造角α2随着展向高度的增加逐渐减小，轮缘叶型进口构造角α1小于轮毂叶型进口构造角α2；轮缘和轮毂的出口构造角由端区流体进入下游静子叶栅通道的角度确定，为了保证边界层扭曲修正叶片4的尾缘端区流体出口气流角一致，轮缘叶型出口构造角、轮毂叶型出口构造角相同；SS3，确定边界层扭曲修正叶片的三维叶栅设计：SS31，确定叶型实际尺寸：按照以上步骤完成轮缘叶型和轮毂叶型的设计，并根据实际涡轮尺寸成比例放大或缩小叶型尺寸；SS32，确定不同截面叶型的实际尺寸：由于真实航空发动机为环状结构，因此轮毂与轮缘的通流面积不同，栅距t也不同，为了保证边界层扭曲修正叶片4沿展向高度负荷分布均匀，需根据轮毂半径和轮缘半径确定轮毂叶型栅距和轮缘叶型栅距，同时根据叶型不同截面半径确定对应位置的栅距，计算公式如下： 式中，R为叶型所在截面半径包括轮缘叶型截面和轮毂叶型截面，n为叶片数量，其值根据基准叶型所在截面半径和栅距确定；再根据不同展向高度间栅距的比例，确定叶型的放缩比例，进行实际高度截面叶型尺寸的放缩计算公式如下： 式中，t1为基准叶型栅距，t2为计算叶型栅距，x1为基准叶型尺寸，x2为计算叶型尺寸；SS33，三维积叠：确定各高度叶型截面的位置和尺寸后，对二维叶型进行三维展向积叠。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京理工大学 一种高负荷涡轮端区边界层的流动组织方法

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