[发明专利]高速轴流压气机机匣处理方案的获取方法

权利要求书

1.高速轴流压气机机匣处理方案的获取方法，包括以下步骤：

A将高速轴流压气机作为原型机，得到所述原型机对应的低速模型机；

B基于所述低速模型机，得到具有扩稳效果的S个机匣处理方案，其中，S≥2；

C将基于所述低速模型机的S个机匣处理方案转换至所述原型机，得到对应的基于所述原型机的S个机匣处理方案；

D从对应的基于所述原型机的S个机匣处理方案中选取优选机匣处理方案作为最终高速轴流压气机机匣处理方案。

2.根据权利要求1所述的机匣处理方案的获取方法，其特征在于，

步骤A包括：将高速轴流压气机作为原型机，模拟确定所述原型机在光壁情况下的近失速点的流场，以及此时的流量系数对所述流场进行叶片模化设计，获得所述原型机对应的低速模型机；

步骤B包括：针对所述低速模型机，设计N个初始机匣处理方案，从所述初始机匣处理方案中选择具有扩稳效果的S个所述初始机匣处理方案，其中N≥3，S≥2；

步骤D包括：从基于所述原型机的S个机匣处理方案中选择T个扩稳效果较好的机匣处理方案，作为优选机匣处理方案进行原型机试验，确定最终机匣处理方案，其中1≤T≤S。

3.根据权利要求2所述的机匣处理方案的获取方法，其特征在于，所述原型机在光壁情况下的近失速点的流场和所述流量系数通过雷诺平均数值模拟确定。

4.根据权利要求1或2所述的机匣处理方案的获取方法，其特征在于，所述低速模型机与所述原型机在同一流量系数下，动叶叶片表面的压力系数一致。

5.根据权利要求2所述的机匣处理方案的获取方法，其特征在于，步骤B中判断所述初始机匣处理方案是否具有扩稳效果，包括如下步骤：

B1在所述流量系数下模拟所述初始机匣处理方案并得到每一个所述初始机匣处理方案所对应的流场；

B2根据每一个所述初始机匣处理方案所对应的流场计算每一个所述初始机匣处理方案所对应的钟形曲线；

B3根据每一个所述初始机匣处理方案所对应的钟形曲线计算每一个所述初始机匣处理方案的Zpb值Z_i，即钟形曲线顶点的轴向相对坐标值，以及所述低速模型机在光壁情况下的Zpb值Z₀，当Z_i＞Z₀，1≤i≤N时，则认为，机匣处理方案具有扩稳效果。

6.根据权利要求2所述的机匣处理方案的获取方法，其特征在于，步骤D中所述优选机匣处理方案的选择包括如下步骤：

D1模拟基于所述原型机的S个机匣处理方案在所述流量系数下的流场，计算基于所述原型机的S个机匣处理方案所对应的钟形曲线；

D2根据所述S个机匣处理方案所对应的钟形曲线计算所述S个机匣处理方案所对应的Zpb值；

D3比较所述S个机匣处理方案的Zpb值，从中选择Zpb值大的T个机匣处理方案作为优选机匣处理方案，1≤T≤S。

7.根据权利要求2所述的机匣处理方案的获取方法，其特征在于，步骤A中所述低速模型机的钟形曲线和所述原型机的钟形曲线上的每一点的绝对值的误差不超过5％，同时，所述低速模型机的钟形曲线和所述原型机的钟形曲线的峰值点的轴向位置和幅值相等。

8.根据权利要求5所述的机匣处理方案的获取方法，其特征在于，当Z_i＞Z₀，1≤i≤N时，Z_i的数值越大，其对应的机匣处理方案的扩稳效果越好。

9.根据权利要求2所述的机匣处理方案的获取方法，其特征在于，步骤C中，将具有扩稳效果的S个所述初始机匣处理方案转换至所述原型机，需令以下参数在所述低速模型机和所述原型机上保持一致：1)机匣处理数目和叶片数；2)机匣处理轴向长度和叶顶轴向弦长；3)机匣处理径向垂直深度和叶顶间隙；4)机匣处理的长宽比；5)机匣处理的开口率；6)机匣处理的倾斜角。

10.根据权利要求1-9任一项所述的机匣处理方案的获取方法，其特征在于，根据T个优选机匣处理方案在原型机试验中的扩稳裕度提升值确定最终机匣处理方案。