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1、第39卷第4期2013年8月航空發(fā)動(dòng)機(jī)AeroengineV01．39No．4Aug．2013吸附式風(fēng)扇葉柵流場(chǎng)數(shù)值模擬葉代勇1，孫璐瑩2，張躍學(xué)1(1．中航工業(yè)沈陽發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所，沈陽110015；2．中航工業(yè)沈陽飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限公司，沈陽110034)葉代勇(1978)，男，工程師，從事航空發(fā)動(dòng)機(jī)總體設(shè)計(jì)工作。收稿日期：2011—11-11摘要：針對(duì)某型高性能風(fēng)扇第2級(jí)轉(zhuǎn)子葉片，采用NUMECA商業(yè)軟件數(shù)值模擬的方法，分析了在葉片吸力面距前緣50％和75％弦長(zhǎng)處采用吸氣技術(shù)前后葉柵總壓系數(shù)、氣流轉(zhuǎn)折角和靜壓升等方面的變化情況。結(jié)果表明：在相同攻角相同Ma下，葉柵總壓損失隨吸
2、氣量的增加逐漸降低；葉柵氣流轉(zhuǎn)折角隨吸氣量的增加逐漸變大；葉柵靜壓升隨吸氣量的增加逐漸提高；在。攻角下，在不同Ma下進(jìn)行吸氣，葉柵總壓損失都有所降低。關(guān)鍵詞：吸附式風(fēng)扇；吸氣量；總壓損失；氣流轉(zhuǎn)折角；靜壓升NumericalSimulationofCascadeFlowfieldforAspiratedFanYEDaJ—yon91，SunLu一徊f，ZHANGYue—XUel(1．AVICShenyangEngineDesignandResearchImtitute，Shenyang110015，China；2．AVICShenyangAircraftCorporation(Grou
3、p)Ltd．，Shenyang110043，China)Abstract：Basedonthesecondstagerotorbladeofahighperformancefan，thecascadetotalpressurecoefficient,flowdeflectionangleandstaticpressureriseadoptedsuctiontechnologywereanalyzedatbladesuctionsidedistancingleadingedgeof50％and70％ofchordbynumericalsimulationmethodswithNUMEC
4、Acommercialsoftware．Theresultsindicatethatthetotalpressurelossofcascadereducegraduallywiththeincreasingofsuctionflowra，teinthesanleattackangleandMachnumber．Theflowdeflectionangleandthestaticpressureriseincreasegraduallywitlltheincreasingofsuctionflowrate．ThetotalpressurelossofcascadeWasdecrease
5、dat6。attackangleanddifferentMachnumber．Keywords：aspiratedfan；suctionflowrate；totalpressureloss；flowdeflectionangle；staticpressurerise0引言高推質(zhì)比是小涵道比軍用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的主要追求目標(biāo)之一，提高推質(zhì)比涉及到發(fā)動(dòng)機(jī)推力和質(zhì)量2個(gè)方面，其中增加風(fēng)扇壓比是增大發(fā)動(dòng)機(jī)推力的有效手段之一；而減少風(fēng)扇，壓氣機(jī)級(jí)數(shù)、減輕風(fēng)扇質(zhì)量則會(huì)有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)推質(zhì)比。在相同設(shè)計(jì)要求下，減少風(fēng)扇級(jí)數(shù)勢(shì)必增加風(fēng)扇級(jí)壓比，這使得風(fēng)扇級(jí)負(fù)荷加重，葉片轉(zhuǎn)角加大。在常規(guī)設(shè)計(jì)中，這種情況會(huì)導(dǎo)致
6、葉片附面層嚴(yán)重分離。文獻(xiàn)【1】的研究結(jié)果表明，采用吸附技術(shù)可以控制葉片表面附面層分離，是提高壓氣機(jī)效率和壓比十分有效的方法。美國麻省理工學(xué)院的Merchant首先提出了吸附式壓氣機(jī)設(shè)計(jì)的新方法，目前該項(xiàng)研究已經(jīng)發(fā)展到部件級(jí)試驗(yàn)驗(yàn)證階段間。NASA格林研究中心等也都對(duì)此進(jìn)行過針對(duì)性的試驗(yàn)研究。國內(nèi)西北工業(yè)大學(xué)劉波針對(duì)壓氣機(jī)葉片在高負(fù)荷及非設(shè)計(jì)工況下經(jīng)常出現(xiàn)的附面層分離狀況，采用數(shù)值方法研究了葉片吸力面在不同位置、不同吸氣量時(shí)附面層抽吸對(duì)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子氣動(dòng)性能的影響，并進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)網(wǎng)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)王松濤對(duì)采用端壁抽吸及葉片表面抽吸的不同組合方式進(jìn)行了研究，得到了對(duì)于不同的分離模式應(yīng)采用不
7、同抽吸形式的重要結(jié)果，指出附面層抽吸改變了葉柵流場(chǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使得分離形式及強(qiáng)度變化，從而改善流動(dòng)，提高性能圈。本文基于吸附式轉(zhuǎn)子葉柵的研究，利用NUMECA商業(yè)軟件數(shù)值模擬其平面葉柵吸氣與不吸氣的氣動(dòng)性能，分析吸氣對(duì)葉柵總壓損失、氣流轉(zhuǎn)折角和靜壓升的影響。1網(wǎng)格與葉柵開縫平面葉柵葉片型面選自某型高性能風(fēng)扇第2級(jí)轉(zhuǎn)子葉片。為便于對(duì)比試驗(yàn)，選擇開縫寬度為2mlTl。第4期葉代勇等：吸附式風(fēng)扇葉柵流場(chǎng)數(shù)值模擬1．1確定開縫位置開縫位置對(duì)吸氣效果影響極大，合適的
