[发明专利]一种跨音速轴流压气机机匣周向槽组合设计方法

摘要

本发明公开了一种跨音速轴流压气机机匣周向槽组合设计方法，采用分析模型对泄漏流的掺混损失进行定量评价，避免了采用枚举法对多种周向槽组合方案进行大量数值模拟，大幅提高了组合方案的设计效率。具体的技术手段是：一、依据光壁机匣的数值模拟结果，对叶尖泄漏流进行分段处理；二、采用控制体分析方法，由控制方程组求解得到各段泄漏流对应的掺混损失；三、对比各段间隙对应的当量损失系数，依据损失系数的大小对各段进行排序，在损失系数较大的区间布置周向槽，得到效率较优的周向槽组合方案。本发明可用于跨音速轴流压气机的机匣处理优化设计研究，尤其适合用于评价机匣处理引起的压气机峰值效率损失。

主权项

1.一种跨音速轴流压气机机匣周向槽组合设计方法，其特征在于，所述方法是通过以下步骤实现的：SS1.叶尖泄漏流弦向分段特征分析根据压气机叶尖压力面附近的相对总压分布和叶尖吸力面附近的静压分布，对决定叶尖泄漏流强度的载荷弦向分布特征进行分析；根据相对总压和静压的阶跃分布特征对叶尖泄漏流进行分段处理，计算每段的平均气流参数；SS2.掺混控制体建模及损失分析采用控制体方法对泄漏流与主流的掺混过程进行建模，根据质量、动量、能量、状态的守恒关系式列出控制方程；根据各段泄漏流的气流参数以及主流参数，联立求解控制方程组得到掺混出口的气流参数，从而计算掺混过程引起的总压损失；SS3.周向槽组合设计根据当量损失系数，分析单位面积间隙引起的泄漏流掺混损失，将各部分泄漏流按照当量损失系数从大到小排序，将周向槽优先布置在当量损失系数大的叶尖分段区间，或是以当量损失较大的区间作为机匣开槽位置。