[發明專利]一種大子午擴張渦輪的三維正交非定常設計方法

有效

• 申請號: 201610118673.6
• 申請日: 2016-03-03
• 公開（公告）號: CN105781626B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 高杰;鄭群;周恩東;付維亮;王付凱
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F01D9/02
• 分類號: F01D9/02;F01D5/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種大子午擴張渦輪的三維正交非定常設計方法，其特征是：在渦輪的定常氣動設計循環的基礎上還包括如下步驟：

(1)利用已知的全三維數值模擬對大擴張端壁型線進行自動設計優化；

(2)對優化后的大擴張端壁下的通道真實三維流線進行子午面擬合，并在大擴張通道端區選取的代表性截面上進行三維S1流面葉型造型，再利用數值模擬方法進行端區流面葉型優化，所選取的代表性截面是指位于大擴張端壁下的通道端區40％葉高以內，并且至少包括三個截面；

(3)對步驟(2)所得的優化后的端區三維S1流面葉型，以葉片積疊線和端區葉型的安裝角為優化變量進行大擴張通道正交葉片設計與優化，得到大擴張通道端區損失分布與其具體值；

(4)如果步驟(3)中得到的大擴張通道端區損失分布與其具體值不符合預定設計目標，則重復步驟(1)～(3)，直至步驟(3)得到的大擴張通道端區損失分布與其具體值與預定設計目標相符合；

(5)利用全三維非定常數值模擬方法對步驟(4)中得到的渦輪正交葉片的積疊線或端區葉型的安裝角進行細微調整以定制動靜葉片列間軸向間隙取值，并獲得大子午擴張渦輪動靜葉片及其總體性能，其中動靜葉片列間軸向間隙取值是指靜葉片尾緣線與動葉片前緣線之間的距離，總體性能包括效率、功率、非定常特性，在此調整過程中可同時調整動葉頂部的掠度；

(6)如果步驟(5)得到的大子午擴張渦輪總體性能不符合預定設計目標，則循環步驟(2)～(5)，直至達到預定設計目標。

2.根據權利要求1所述的一種大子午擴張渦輪的三維正交非定常設計方法，其特征是：通過將步驟(2)中所選取的S1流面為圓錐面，并在圓錐面上定義和優化葉型，并基于已知的真實S1流面葉型進行流管計算進行性能校核。