[发明专利]优化压气机机匣处理提高稳定裕度的方法、系统、终端

权利要求书

1.一种优化压气机机匣处理提高稳定裕度的方法，其特征在于，所述优化压气机机匣处理提高稳定裕度的方法包括：

对原机带轴向斜槽和回流腔机匣及参数改进型机匣进行数值模拟，确定参数改进型机匣的结构形式，并通过优化排气段、网格划分优化参数改进型机匣。

2.如权利要求1所述优化压气机机匣处理提高稳定裕度的方法，其特征在于，所述参数改进型机匣包括：

所述优化排气段包括：增大轴向速度，采用整个环形进气，通过调整进气段入口，扩大进气角度，增加进气量；在出气段，采用倾斜收缩喷嘴作为出气口，增大出口速度。

3.如权利要求1所述优化压气机机匣处理提高稳定裕度的方法，其特征在于，所述优化网格划分包括：

计算网格采用IGG/AutoGrid5进行单通道网格的划分，将计算区域分为主流区与机匣处理区；

对主流区网格拓扑结构采用O4H型结构，壁面附近的网格沿壁面法向方向按几何级数的规律加密，近壁面第一层网格距离固壁距离取0.001mm，将y+值控制在一定的低雷诺数湍流模型要求的范围之内，边界层外的网格均匀分布；

对机匣处理部分采用ZR技术处理，将机匣进气段设置为环形进气，围绕整个叶轮进行划分。

4.如权利要求1所述优化压气机机匣处理提高稳定裕度的方法，其特征在于，所述优化压气机机匣处理提高稳定裕度的方法包括以下步骤：

步骤一，获取原型机匣处理几何模型，建立原型机匣处理平面数值模型；

步骤二，计算原型机匣处理的域、设计工况，确定原型机匣处理的网格划分；

步骤三，基于计算的相关数据，计算原型机匣处理的喘振裕度；

步骤四，基于计算的相关数据进行机匣处理的结构优化，并计算结构优化后的机匣处理的喘振裕度；对比改进后机匣处理的喘振裕度与原型机匣处理的喘振裕度确定优化有效性。

5.如权利要求4所述优化压气机机匣处理提高稳定裕度的方法，其特征在于，步骤二中，所述计算原型机匣处理的域、设计工况，确定原型机匣处理的网格划分包括：

(1)计算域：采用CFD方法对涡轮流场进行数值模拟；

(2)网格划分：计算网格采用可视化IGG/AutoGrid5进行单通道网格的划分，将整个计算区域分为主流区与机匣处理区；所述主流流道利用NUMECA中专门针对叶轮机械部分网格生成模块AutoGrid整体划分网格，主流区网格拓扑结构采用O4H型结构，近壁面第一层网格距离固壁距离取0.001mm，将y+值控制在一定的低雷诺数湍流模型要求的范围之内，壁面附近的网格沿壁面法向方向按几何级数的规律加密，网格数约为该方向网格总数的三分之一，边界层外的网格均匀分布；机匣处理区和转子区之间设置转静子交界面；

(3)设计工况计算：通过设定边界条件、确定收敛标准，对压气机三维流场进行模拟，并基于模拟数值对机匣处理的总压分布、相对马赫数分布、压比流量进行分析。

6.如权利要求5所述优化压气机机匣处理提高稳定裕度的方法，其特征在于，所述通过设定边界条件，对压气机三维流场进行模拟包括：

对压气机三维流场进行模拟，进口给定总温，总压和气流角，出口给定平均静压，壁面采用绝热无滑移边界条件；

所述边界条件设置包括：

1)进口边界：流动方向为轴向，设定均匀总压为99300Pa，均匀总温为300K；

2)出口边界：平均静压为430000Pa；

3)固壁：无滑移固壁，绝热；

4)转子转速：7436RPM；

5)工质：空气；

6)转/静交界面处理：主流区各转/静交界面采用Conservation Coupling bypitchwise row，机匣处理结构的转静交界面采用Non reflecting 1D；

所述收敛标准包括：

总残差降低至一定水平后不再降低；总参数随迭代步数增加不再改变，总参数包括效率、压比、输出功率和扭矩；进出口流量差异不超过0.5％；总参数随迭代步数增加呈周期性波动。