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1、碩士學(xué)位論文彎葉片對(duì)大轉(zhuǎn)角渦輪葉柵的影響研究THEINVESTIGATIONOFTHEPERFORMANCEOFBOWEDBLADESINHIGH-TURNINGTURBINECASCADES郭蕾哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年6月國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TK472學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：621.438密級(jí)：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文彎葉片對(duì)大轉(zhuǎn)角渦輪葉柵的影響研究碩士研究生：郭蕾導(dǎo)師：杜鑫講師申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：動(dòng)力機(jī)械及工程所在單位：能源科學(xué)與工程學(xué)院答辯日期：2018年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TK472U.D.C:62
2、1.438DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTHEINVESTIGATIONOFTHEPERFORMANCEOFBOWEDBLADESINHIGH-TURNINGTURBINECASCADESCandidate：GuoLeiSupervisor：Dr.DuXinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：PowerMachineryandEngineeringAffiliation：SchoolofEnergyScienceandEngine
3、eringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要近些年，隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的逐步發(fā)展，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比逐漸增加，航空渦輪的負(fù)荷逐漸增大。自從20世紀(jì)80年代以來(lái)，提升渦輪負(fù)荷的主要方法是增大渦輪葉片的折轉(zhuǎn)角，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在大折轉(zhuǎn)角高負(fù)荷的渦輪葉柵中，流場(chǎng)中存在著嚴(yán)重的流動(dòng)分離現(xiàn)象，以及旋渦流動(dòng)，這種現(xiàn)象嚴(yán)重的影響了葉柵的氣動(dòng)性能，葉柵損失劇烈，為了削弱這種損失，常采用將葉片進(jìn)行彎曲造成型的方法來(lái)改善葉柵的氣動(dòng)性能。本文基于CFD
4、研究手段針對(duì)大轉(zhuǎn)角渦輪葉柵開展了彎葉片對(duì)葉柵流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和氣動(dòng)性能影響研究。重點(diǎn)分析了幾何參數(shù)對(duì)氣動(dòng)性能參數(shù)的影響規(guī)律，探討了在典型工況下彎高彎角對(duì)葉柵流場(chǎng)旋渦結(jié)構(gòu)的影響，同時(shí)對(duì)損失的成因進(jìn)行了分析。本文首先基于113°平面葉柵的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證了數(shù)值方法采用的湍流模型的正確性，然后對(duì)原始的葉型的三維葉柵進(jìn)行了網(wǎng)格的無(wú)關(guān)性的驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果表示，當(dāng)網(wǎng)格數(shù)目達(dá)到150萬(wàn)時(shí)，再增加網(wǎng)格數(shù)目將不會(huì)對(duì)計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生較大影響，結(jié)合以上內(nèi)容，證明了數(shù)值模擬的可靠性。其次設(shè)計(jì)了具有不同彎高（10%、30%、50%）、不同彎角（-30°~30°）和不同沖角（-9°~9°）的大量計(jì)算方
5、案，利用哈爾濱工業(yè)大學(xué)氣動(dòng)中心自主研發(fā)的彎葉片造型程序進(jìn)行彎葉片的三維造型，進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，研究了幾何參數(shù)對(duì)葉柵性能參數(shù)（損失系數(shù)、落后角等）的影響規(guī)律。最后，探究流場(chǎng)中損失形成的原因，研究表明，葉柵損失的主要來(lái)源是通道渦與尾緣渦相互作用產(chǎn)生的流動(dòng)分離。關(guān)鍵詞：渦輪葉柵；彎葉片；損失；氣動(dòng)性能-I-AbstractAbstractInrecentyears,withthegradualdevelopmentofaeroenginefield,thethrustweightratioofaero-engineincreasesgradually,andthelo
6、adofaeroturbineincreasesgradually.Since1980s,themainmethodtoimprovetheturbineloadistoincreasetheturningangleoftheturbineblade.Theresultsshowthatseriousflowseparationandeddycurrentsexistintheflowfieldofhighangleandhighloadturbinecascades.Thisphenomenonseriouslyaffectstheaerodynamicp
7、erformanceofthecascadeandthecascadelossplay.Inordertoweakenthisloss,itisoftenusedtoimprovetheaerodynamicperformanceofbladesbybendingtheblade.Inthispaper,theinfluenceofbowedbladesontheflowfieldstructureandaerodynamicperformanceofcascadesisstudiedbasedontheCFDmethod.Theinfluenceofthe
8、geometricparametersontheae
