[发明专利]一种应用于压气机叶栅流动控制的非对称楔形涡流发生器及其设计方法

摘要

本发明提出一种应用于压气机叶栅流动控制的非对称楔形涡流发生器及其设计方法，重新设计了楔形涡流发生器结构，使控制吸力面分支一侧的涡流发生器的尺寸尽量减小，进而有效减小了形阻损失及吸力面侧的气流分离，解决了楔形涡流发生器降低压气机流动损失的能力不强的问题。本发明通过引入非对称楔形涡流发生器，一方面诱导产生了吸力面涡和压力面涡，通过卷吸附面层的低能流体，进而改变通道涡的结构和横向流动，减少了吸力面/端壁角区气流分离，从而降低了压气机叶栅的总压损失。

主权项

1.一种应用于压气机叶栅流动控制的非对称楔形涡流发生器方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：确定楔形涡流发生器几何结构的设计参数为径向高度，轴向长度，吸力面侧宽度和压力面侧宽度；步骤2：保持吸力面侧宽度和压力面侧宽度相等，在设计参数的设计域内调整楔形涡流发生器的径向高度，轴向长度以及吸力面侧宽度和压力面侧宽度，得到若干种楔形涡流发生器设计方案；步骤3：对步骤2得到的若干种楔形涡流发生器设计方案分别建模，并采用计算流体力学手段测试不同设计方案下，楔形涡流发生器对压气机叶栅性能的改善效果，得到楔形涡流发生器设计参数的优化取值范围；其中在计算流体力学软件中，楔形涡流发生器模型与压气机叶栅模型安装关系为：楔形涡流发生器模型安装于压气机叶栅叶片模型前缘的端壁上，楔形涡流发生器顶面三角形底边的垂点与叶片前缘点的距离为0.5mm，且两点连线垂直于底边；步骤4：在步骤3得到的楔形涡流发生器设计参数的优化取值范围内，调整吸力面侧宽度和压力面侧宽度配比，通过均匀设计方法得到若干种非对称楔形涡流发生器设计方案；步骤5：对步骤4得到的若干种非对称楔形涡流发生器设计方案分别建模，并采用计算流体力学手段测试不同设计方案下，非对称楔形涡流发生器对压气机叶栅性能的改善效果，得到最优非对称楔形涡流发生器设计方案。