結構變形對斜流壓氣機性能的影響研究

朱東華，任　眾，許開富（西安航天動力研究所，陜西西安710100）

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結構變形對斜流壓氣機性能的影響研究

朱東華，任眾，許開富
（西安航天動力研究所，陜西西安710100）

摘要：采用基于有限元的結構靜強度分析和CFD全三維流場仿真手段，對某斜流壓氣機工作狀態下結構變形和變形后的氣動性能進行研究，結果表明：提出的數值仿真流程能夠有效模擬壓氣機工作狀態下結構變形對氣動性能的影響，從而為發動機系統參數平衡提供數據支撐；壓氣機葉片前緣頂部剛度小，變形量大，但對葉輪氣動性能影響較小；葉輪尾緣邊徑向變形對壓氣機增壓能力影響顯著；頂部泄漏間隙的變化對壓氣機效率產生影響。

關鍵詞：壓氣機；工作狀態；結構變形；流場分析

0　引言

在吸氣式組合發動機研制中，準確的壓氣機性能是發動機系統參數平衡計算的基礎［1-2］。目前獲得壓氣機性能的方法主要有壓氣機性能試驗和CFD流場仿真兩種。開展壓氣機性能試驗需要耗費大量的人力物力，成本較高。近年來，基于計算流體力學的全三維流場仿真技術廣泛應用于壓氣機流場仿真，以獲得壓氣機氣動性能。

采用流場仿真手段進行壓氣機性能研究，通常以壓氣機設計狀態模型為研究對象。但是，在吸氣式組合發動機中，由于發動機具有大空域和寬速域工作條件，壓氣機轉子工作時，在綜合載荷作用下會發生明顯結構變形［3］，壓氣機氣動性能改變，從而導致流場仿真結果與實際工作狀態產生差異，影響發動機系統參數平衡。……