跨声速离心压气机多部件耦合优化扩稳

作     者：薛鹏飞 刘正先 李孝检 赵明 XUE Pengfei;LIU Zhengxian;LI Xiaojian;ZHAO Ming

作者机构：天津大学机械工程学院天津300350 

出 版 物：《航空动力学报》 (Journal of Aerospace Power)

年 卷 期：2023年第38卷第2期

页      面：491-503页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(11972250,12102298) 天津市自然科学基金(19JCZDJC32000) 中国博士后科学基金(2021M702443)。 

主　　题：离心压气机 自循环机匣处理 稳定工况范围 耦合优化 敏感性分析 混合优化算法 

摘      要：基于最优拉丁超立方采样、多项式代理模型、傅里叶幅值敏感性试验、梯度变异混合优化算法构建了跨声速离心压气机耦合优化方法,实现了自循环机匣处理扩稳的同时不降低等熵效率的目标。耦合优化后压气机气动性能全面提升,设计点和近失速点的等熵效率分别提高2.79%、1.82%,且峰值效率略高于实壁机匣压气机。耦合优化扩稳增效的机理是:自循环机匣抽吸流量增大,更多低能流体被移除;叶轮入口攻角改善,流动分离风险减小;前缘激波与叶尖泄漏涡干涉被抑制,叶轮下游低能流体减少,周向均匀性增强;机匣回流槽入射角增大,叶轮入口径向畸变被削弱;叶轮叶片尾缘安装角及扩压器有叶段尾缘半径的增大弥补了等熵效率损失;叶轮叶片前缘后掠角减小弥补了堵塞流量。