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航空发动机气动优化设计技术

作者:Simwe    来源:    发布时间:2013-01-29    收藏】 【打印】  复制连接  【 】 我来说两句:(0逛逛论坛


气动优化设计应用

图3~4分别给出了NUMECA针对航空发动机核心部件的优化设计结果,优化过程集结了参数化造型、数值模拟分析及优化设计软件,得到了满足设计者要求的产品。

图3给出了对某压气机进行三维优化设计的对比图。主要针对叶片气动外形进行优化,以提高压气机的气动性能。图中给出了叶片优化前后气动性能和工作范围的变化,可以看出气动性能提高明显,压气机的工作范围也有明显拓宽。

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图4是对某涡轮进行优化设计后气动外形和性能的对比图。由图中可以看出,在保证满足给定的约束条件下,通过改变涡轮叶片的气动外形,使其气动性能有较大提高。
 

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对于图5给出的模型进行优化时分成两步,第一步不考虑强度因素,只进行气动优化。第二步进行气动强度耦合优化。图5显示了优化前后叶片的应力分布对比情况。从图中可以看出,方案一由于不考虑强度因素,堵塞流量、效率以及喘振裕度等气动性能虽都得到提升,但是叶片的上最大应力增大。方案二进行气动强度耦合优化,堵塞流量、效率以及喘振裕度等气动性能也都得到提升,虽然没有方案一的优化气动性能优秀,但是叶片的最大应力没有增大,满足强度要求。

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结束语

广泛应用在航空发动机研发过程的CFD技术,不仅极大地缩短了发动机的研发设计周期,降低了设计费用,而且可以为研发设计人员提供详实的流场数据信息,使得发动机气动性能有了进一步地改进,效率提高、工作范围变宽、流场分布更为合理。  

 
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