跨声速涡轮叶栅激波损失控制方法

作     者：董明 葛宁 陈云 DONG Ming;GE Ning;CHEN Yun

作者机构：南京航空航天大学能源与动力学院江苏省航空动力系统重点实验室南京210016 中国航空发动机集团沈阳发动机研究所沈阳110015 

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

年 卷 期：2018年第33卷第5期

页      面：1226-1235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] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0701[理学-数学] 

基　　金：国家先进航空发动机技术研究项目 

主　　题：跨声速高压涡轮 激波控制 叶型设计 曲率分布 可控膨胀 鼓包 消波设计 

摘      要：为了降低高负荷跨声速高压涡轮激波损失,发展了针对性的涡轮叶栅激波控制方法。针对吸力侧激波,提出可控膨胀设计概念,结合基于曲率的叶型设计方法,通过调整吸力面曲率分布以控制气流膨胀力度,减小了尾缘激波前马赫数,有效减弱了吸力侧激波强度和叶栅出口压力不均匀程度。针对压力侧激波,发展了消波设计方法,在吸力面的激波作用区域设计一鼓包型线,利用鼓包迎风面压缩波的预增压作用和外凸面膨胀波的消波作用,有效抑制了激波/边界层相互干扰,显著削弱了反射激波强度。可控膨胀设计和消波设计对叶栅尾缘两道激波的控制作用相互独立,可单独采用,当两种方法相结合时,吸力侧激波强度降低了29.66%,叶栅出口压力不均匀程度减小了29.28%,总压损失系数减小了12.11%。