[發(fā)明專利]混壓式三維葉片擴壓器的設計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711393228.1
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108119405B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設計）人: 陳杰;倪鈺鑫;趙正;肖競雄
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: F04D29/44
• 分類號: F04D29/44
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

1.混壓式三維葉片擴壓器的設計方法，所述擴壓器半無葉區(qū)葉片吸力面為相對理想流動曲線偏折的多段曲面，形成多波系激波結構，葉片根據(jù)來流展向的馬赫數(shù)和入流角而扭轉，形成三維葉片；

其特征是其設計方法包括如下步驟：

（1）確定擴壓器通道截面數(shù)；

（2）確定波系數(shù)目；

（3）確定葉片角；

（4）確定半無葉區(qū)吸力面各弧段長度；

（5）確定喉部位置；

（6）設計截面葉片通道；

（7）設計三維葉片整體；

所述步驟（1）確定擴壓器通道截面數(shù)：確定擴壓器的整體尺寸，將擴壓器子午流道沿展向分為n個截面，n≥2；

所述步驟（2）確定波系數(shù)目：激波數(shù)目為m，m≥2，其中，弱斜激波數(shù)目為m-1，正激波數(shù)目為1；

所述步驟（3）確定葉片角：根據(jù)不同截面來流馬赫數(shù)M_i0確定初始楔角_i1(1°≤_ij≤15°,1≤i≤n,1≤j＜m,n≥2)、斜激波角_ij以及波后馬赫數(shù)M_i1，其后依次取楔角_ij，求得其后相應斜激波角_ij和波后馬赫數(shù)M_ij；

所述步驟（4）確定半無葉區(qū)吸力面各弧段長度：忽略附面層增長影響，根據(jù)連續(xù)性方程與角動量守恒方程，確定每一個截面的來流馬赫數(shù)M_i0及氣流角_i0下氣流的理想流動曲線作為初始設計基準；由O點起始根據(jù)各個楔角_ij (1≤j≤m-1)依次作曲線l_ij(1≤j≤m-1)，相對基準曲線——理想流動曲線偏轉，并調整曲線l_ij (1≤j≤m-2)的長度，使得各個斜激波延伸交于一個點，記為點A；

所述步驟（5）確定喉部位置：以斜激波延伸交點A點為相鄰葉片的壓力面前緣點，確定其葉片壓力面型線在A點處起始切線與徑向的夾角_i01，過A點作垂直于壓力面型線的垂線，與曲線l_i(m-1)交于點B，由此確定最后一條曲線l_i(m-1)長度以及喉道位置A、B；

所述步驟（6）設計截面葉片通道：以起始切線與徑向的夾角_i01為基準，過喉道A點做壓力面型線，取當量擴張角為2°~35°，作喉道B點后相應的吸力面型線，使喉道后葉片通道為擴張通道，根據(jù)葉片通道的周期面積與截面的環(huán)形面積差值得到截面處的葉片型線，完成葉片設計；

所述步驟（7）設計三維葉片整體：完成n個截面通道設計后，對n個截面通道進行三維前緣積疊，得到包含扭轉特征的一系列葉型；對葉片吸力面喉道位置處進行倒圓處理，實現(xiàn)吸力面型線光滑過渡；綜上完成混壓式三維葉片擴壓器設計。