[发明专利]一种兼顾低雷诺数工况性能的压气机二维叶型优化方法

说明书

本发明涉及一种兼顾低雷诺数工况气动性能的压气机二维叶型的优化方法，其特征在于：包括步骤一，分析原型多级轴流压气机在不同转速下的子午通流性能；步骤二，确定需要优化的关键二维叶型截面；步骤三，对步骤二中的关键二维叶型进行参数化拟合；步骤四，二维叶型气动性能分析，对参数化后的二维叶型进行气动性能分析，得到叶型在低雷诺数工况下的变攻角性能，以及在高雷诺数工况下的变攻角性能；步骤五，二维叶型造型参数寻优，根据步骤四中所得到的二维叶型在不同雷诺数下的变攻角性能参数，利用遗传算法循环迭代步骤三和步骤四，调整叶型的二维造型参数，直至得到降低损失并增大失速裕度的二维叶型设计，得到新的二维叶型。本发明实现了轴流压气机二维叶型在不同雷诺数和不同攻角下的性能优化，在提高压气机设计工况性能的同时提高压气机在低转速工况下的气动性能，在保证压气机正常起动、稳定工作的同时提高流动效率。

技术领域

本发明涉及一种二维叶型的优化设计方法，具体是一种兼顾低雷诺数性能的压气机二维叶型优化设计方法。属于轴流式叶轮机械领域。

背景技术

轴流压气机的气动性能不仅是指压气机在设计转速下的气动性能，例如压比、效率、喘振裕度等；还包括压气机在起动过程中的气动性能。在起动过程中，压气机的工作转速低于设计转速，主流流道中常有失速团出现，喘振裕度较低，如何保证压气机在低转速下的喘振裕度，保证压气机的正常起动，至关重要。

轴流压气机的二维叶型是轴流压气机叶片中的一个二维截面，是建立压气机扩压流场的最基础单元。其性能决定了压气机扩压叶栅的气动性能，进而在压气机的整体性能中起到了举足轻重的作用。

当压气机在低转速下工作时，其二维叶型与在设计转速下最大的区别就是进口雷诺数的降低。当扩压叶栅的进口雷诺数下降后，通常的二维叶型在会表现出损失增加，失速裕度下降的性能变化，进而影响到压气机在低转速下的气动性能。但目前，大部分的二维叶型优化方法只着眼于叶型在设计工况下(即高雷诺数工况下)的气动性能，而忽略了二维叶型在低雷诺数下的性能需求。

因此，针对以上不足，需要提供一种兼顾低雷诺数工况性能的压气机二维叶型优化方法，在保证设计工况性能的同时提高二维叶型在低雷诺数工况下的气动性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对压气机在设计转速和起动过程低转速工况下不同的流动特点，提供一种能够兼顾低雷诺数和高雷诺数性能的压气机二维叶型优化方法，在保证设计工况性能的同时提高二维叶型在低雷诺数工况下的气动性能。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：