低雷诺数轴流压气机叶型气动优化

作     者：陈璇 张明亮 李万松 杨晨 杨金广 高丽敏 

作者机构：西北工业大学动力与能源学院 中科航星科技股份有限公司 大连理工大学能源与动力学院 

出 版 物：《推进技术》 (Journal of Propulsion Technology)

年 卷 期：2024年

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] 

主　　题：轴流压气机 叶型 气动优化 准三维 多圆弧 

摘      要：叶型设计在轴流压气机气动设计过程中具有重要的地位，其决定了叶片的总压损失和冲角范围。为研究低雷诺数下轴流压气机叶型优化设计方法，首先验证了准三维求解器MISES对于低雷诺数流动的预测精度，对于V103叶型计算得到的转捩位置与实验值偏差小于5%，证实了其在低雷诺数流动中的可用性；然后基于多圆弧（MCA）叶型程序，利用增强精英保留遗传算法，搭建轴流压气机叶型准三维气动优化设计平台；最后以总压损失系数为优化目标，出口气流角为约束条件，对V103叶型叶型进行了低雷诺数单点和高低雷诺数综合优化设计。结果表明：低雷诺数单点优化后，抑制了叶型层流分离泡现象，总压损失系数减小31.31%，性能显著改善；高低雷诺数综合优化后叶型在高雷诺数和低雷诺数下总压损失分别减小了3.05%和3.03%。本文研究结果证明了所发展工具的有效性和考虑雷诺数叶型优化的可行性。