两级小涵道比高负荷风扇静子气动优化设计
提高风扇负荷可以减少风扇级数，对压气机风扇设计具有重大意义。本文研究主要任务是通过对两级风扇的静子叶片进行优化设计，提高其气动性能。 本文采用并行遗传算法优化平台，对已有两级风扇静子进行优化。由于第一级风扇前后的约束较大，其优化设计效果并不明显。对于第二级静子优化设计，通过叶片弯掠、弦长的修改，静子的总压恢复系数提升了0.2个百分点，两级风扇总体效率提升了0.1个百分点。 对于静子设计，主要包括准三维叶片设计和三维叶片优化设计。静子S2流面通流计算，确定静子出口气动参数沿叶高的分布及各叶高参数，并进行S1流面初始叶型设计，主要包括10%、50%和90%三个叶高叶型初始设计，将三个叶高初始叶型径向积叠得到初始静子三维叶片，并通过二维叶型优化，来减小静子损失。通过对优化前后风扇级计算，对于最高效率点，优化后，级效率提高了0.50个百分点，静子出口的切向气流角基本接近0°，也说明此时静子的整流作用得到较大的改善，静子总压恢复系数从0.9720提升至0.9765。而对于静子三维叶片优化设计，由于型面的改变，导致静子整流作用下降，优化效果并不理想。 在多级风扇设计中，对于中间级静子，在保持低损失的情况下，采用气流过转的方法来设计静子，并对设计完成后的风扇级进行计算，来对该方案进行验证。大转角静子设计与之前静子设计过程相似，通过二维叶型优化，静子总压恢复系数提升至0.9760。三维叶片优化设计中，由于流道改变，风扇级效率提升了0.2个百分点，但这主要是由于转子性能提升导致的，静子的损失并没有减小。
高负荷风扇;静子叶片;流面通流计算;气动优化;并行遗传算法
南京航空航天大学
硕士
工程热物理
周正贵
2017
中文
V231.3;V221.3
112
2018-09-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）