一、1+1/2对转涡轮用出口超音叶栅设计与试验（论文文献综述）
万广阳[1]（2021）在《高反力度1+1/2对转涡轮复杂波系与泄漏流动研究》文中研究表明1+1/2对转涡轮即无导叶对转涡轮,主要由高压级静叶,高压级动叶与低压级动叶组成。其中高压级动叶内部流场流动复杂,尤其叶片顶部的叶顶泄漏流动、膨胀波、激波的相互作用使流动更加复杂,这也构成了高压级动叶气动损失的主要来源。因此,有必要对高压动叶内部流场进行详细的研究。首先,本文根据某项目无导叶对转涡轮的设计要求,对无导叶对转涡轮进行了一维气动设计,推导了关键参数与涡轮效率、出功比等性能指标之间的关联公式,便于对转涡轮快速设计。在一维气动设计的基础之上,接着完成了1+1/2对转涡轮的三维气动设计并进行了数值模拟。然后,本文以高压动叶顶部间隙为变量,分析了在间隙高度为1%叶高与2%叶高两种情况下高压动叶顶间隙泄漏涡与波系的相互作用,研究分析发现:间隙的高度是影响高压叶栅叶顶泄漏流动损失大小的主要因素,随着间隙高度增加叶顶泄漏流流动范围增加,主要表现在间隙越高,叶顶泄漏流动起始位置越接近高压动叶喉部,间隙泄漏涡影响范围越大,并且沿流向方向越靠近叶栅流道吸力面一侧。随着间隙增高,高压涡轮出口压力增大,尾缘膨胀波与激波强度加强,内尾波与外尾波的反射激波与尾迹干涉作用增强。高压扰动源发射出的反射激波传播到相隔叶片表面,使附面层加厚,并且形成一道“屏障”阻止了尾缘压力侧膨胀波的膨胀能力。内尾波与压力侧膨胀波在间隙高度不同时都会与泄漏流动发生作用:内尾波会造成泄漏流动轨迹发生改变,泄漏涡影响区域减小,泄漏涡会使激波与膨胀波发生逆流向偏转;当间隙高度增加后,外尾波与泄漏涡流发生作用,泄漏涡流动轨迹发生改变,同时激波强度降低,向下游传播能力下降。最后,本文分析了在转速与背压的不同工况点高压涡轮动叶内部泄漏流动与波系的关系。研究发现,主导泄漏涡流的主要因素依然是叶顶间隙高度,出口背压与转速对泄漏涡流影响甚微。当间隙越高,膨胀比越小时,叶栅尾缘激波会发生形变,产生逆流方向的转折。同时出口会出现原生压缩波或者激波,增大了泄漏涡与出口激波的掺混损失。
徐强仁[2]（2020）在《对转压气机尾迹涡迁移对叶顶泄漏流影响机制研究》文中研究说明高负荷对转轴流压气机叶尖区流动结构复杂,上游转子尾迹涡和泄漏涡与下游转子外伸激波、叶顶泄漏流相互作用,对下游转子叶尖区气动性能和稳定性有较大影响。建立设计阶段预估上游转子尾迹涡级间迁移轨迹的方法并基于此阐明尾迹涡级间迁移特性对下游转子叶顶泄漏流的影响机理,将有利于高负荷对转压气机设计参数的选取,进而提升其气动性能和稳定性,大幅度地缩短设计周期。为此,本文围绕上游转子尾迹涡对下游转子叶顶泄漏流影响开展研究,以期建立上游转子尾迹涡和泄漏涡级间迁移轨迹的无量纲准则关系式,并阐明上游尾迹涡对下游转子叶顶泄漏流损失及非定常波动的影响机制。本文针对设计阶段预估尾迹涡迁移路径的需求开展S1流面非定常数值模拟研究,探索了上游转子尾迹涡脱落机制,及其与下游转子外伸激波扫略上游转子尾缘频率之间的关系。明晰了上游转子尾迹涡级间迁移的影响因素,并基于此,建立了尾迹涡级间迁移轨迹的无量纲准则关系式。结合一维预估、通流计算和激波模型,探寻了设计阶段预估尾迹涡级间迁移轨迹的方法,预估值与数值模拟值偏差为3.5%,可为设计阶段轴向间隙的选取提供理论依据。其次,针对上游转子尾迹涡在叶尖区迁移特性开展研究,阐明了下游转子外伸激波对上游转子叶表载荷的影响规律,以及尾迹涡脱落时,上游转子叶顶泄漏流对下游转子外伸激波相对参照叶片周向距离的影响规律。此外,阐释了上游转子叶顶泄漏流对尾迹涡形态及迁移路径的影响机制,并评估了S1流面下建立的尾迹涡级间迁移轨迹的无量纲准则关系式在叶尖区的适用性。再其次,从尾迹涡迁移路径出发,揭示了上游转子尾迹涡对下游转子叶顶泄漏流损失的影响机制,并针对尾迹涡和泄漏涡迁移路径对叶顶泄漏流损失影响开展研究,阐明了上游转子泄漏涡和尾迹涡迁移路径变化对下游转子叶顶泄漏流的影响机理,结论表明尾迹涡减小了二次泄漏流损失及泄漏涡沿下游转子通道中间迁移时,减小了结尾激波、二次泄漏流损失,对叶尖区气动性能改善最多。最后,针对尾迹涡对叶顶泄漏流非定常波动影响机制开展研究,阐明了小叶顶间隙叶顶泄漏流非定常波动机理及尾迹涡抑制其非定常波动机制。结论表明,小叶顶间隙下,叶顶泄漏涡破碎触发叶尖区非定常波动;尾迹涡影响下,叶顶泄漏流出现非定常波动时需要更高的叶顶泄漏流与主流的动量比。
李云朋[3]（2020）在《对转气冷涡轮数值计算技术研究》文中研究指明对转涡轮较常规涡轮具有提高发动机推重比、减少陀螺力矩,且取消低压导叶的对转涡轮能减少发动机轴向尺寸、冷气需求量的优点。同时对转涡轮高压转子出口全展向超音的设计特点,导致不能利用尾喷管实现变工况下高压涡轮进口流量调节需求。针对该问题,对高压涡轮导叶采用流量控制方法以实现航空发动机变工况流量调节需求,是将对转涡轮推广到工程应用的重要环节。本文研究了一种气动调节方法控制涡轮流量的可行性,即改变涡轮导叶吸力面/压力面的气膜冷却射流参数,分析涡轮流量调节量的变化规律。首先在课题组开发的CFD求解器NUAA-Turbo 2.0中增加气膜射流计算的源项模型技术和转静掺混面无反射处理技术,其中转静掺混面处理时考虑了缓冲层、一维特征无反射条件以及掺混变量计算方法,分别对这两项数值计算技术进行了验证。然后以某1+1/2对转涡轮的高压部件为研究对象,采用源项法模拟冷气射流,数值研究了导叶压力面、吸力面射流孔位置、射流角及射流流量对涡轮流量调节效果的影响,结果表明,射流轨迹通过堵塞流道都能实现减小涡轮进口流量的需求,从流量调节效果而言,不存在最佳压力面射流位置,最佳吸力面射流位置位于喉道上游附近,最佳射流角度为直角及钝角,射流流量越大则涡轮流量调节范围越大,并且吸力面射流引起的流量调节范围大于压力面射流。最后将导叶尾缘劈缝冷却与导叶表面冷气射流气动调节相结合,数值研究了劈缝射流对涡轮流量调节的影响,尾缘劈缝射流改变了导叶尾缘激波强度,但由于劈缝位于涡轮喉道下游,导致涡轮流量调节范围完全由导叶喉道上游的冷气射流确定,与尾缘劈缝射流无关。
王宇峰[4]（2019）在《跨声速涡轮冷气喷射与激波相互影响的研究与应用》文中认为提高涡轮负荷是在不增加涡轮级数的前提下,提高涡轮做功能力,进而增加航空发动机整机推重比的直接手段。因此探究如何控制涡轮叶栅因高负荷而引发的激波损失增加、激波影响涡轮气膜冷却效果等问题愈加受到叶轮机械从业人员的重视。深入研究叶片不同位置的冷气喷射与激波之间的互相影响,可以为高负荷跨声速涡轮气膜冷却设计提供更多的参数选择依据,甚至能够使冷气射流参与到对流场的流动组织过程中来,提高叶栅的气动性能。本文首先采用数值模拟研究手段,对跨声速涡轮叶片尾缘压力面斜劈缝的长度、冷气流量对尾缘内伸激波强度的影响进行了研究。数值模拟过程中通过分别控制尾缘压力侧斜劈缝的长度以及尾缘劈缝冷气质量流量,对单个参数对叶栅气动性能的影响进行了全面的研究。结果表明,尾缘压力侧斜劈缝结构会使高出口马赫数跨声速涡轮叶栅尾缘内伸激波结构发生变化。压力侧斜劈缝的设计对尾缘激波强度的影响机理主要在于,较长的尾缘斜劈缝长度以及较大的冷气射流流量能够对高负荷跨声速涡轮叶栅尾缘附近来自压力侧的主流起到很好的阻挡作用。这种作用可使得主流燃气避免因受到劈缝结构的压缩作用而导致激波强度增大,并同时引起尾缘吸力侧来流的提前分离,导致尾迹宽度增加,损失增大。在固定的尾缘斜劈缝长度下以及特定的尾缘冷气需求量下,冷气流量以及斜劈缝长度均有其最佳值。在满足尾缘冷却需求、保证叶片强度以及加工制造可行性的前提下,适当选择尾缘斜劈缝长度以及冷气流量,能够在一定程度上改善跨声速叶栅气动性能。接下来,本文对跨声速涡轮叶栅中叶片吸力面切向冷气槽进行了数值模拟。研究过程中通过改变冷气射流流量、切向冷气槽在叶片表面的流向位置、槽体流向长度以及槽壁的型线形式,来研究不同情况下叶片吸力面激波反射点附近切向冷气射流与激波之间的相互影响。结果表明,切向冷气射流能够有效覆盖冷气槽下游的叶片表面,且大流量、高吹风比的冷气喷射效果更佳,主要体现在更高的叶片表面气膜冷却效率峰值、更长的流向高冷却效率区、更低的冷却效率衰减速度以及更低的下游叶片表面温度。但一味地增大冷气流量则会增加附面层厚度,连带着增加叶型损失。为了能够在冷却叶片的同时对激波强度加以控制,切向冷气槽的冷气出口需要布置在激波反射点上游。总体看来,本文中流向长度较长的切向冷气槽更能够减小激波强度与能量损失。随后,本文还对跨声速高负荷涡轮叶栅中静叶、动叶之间上游叶片尾缘外伸激波的非定常扫掠作用对下游叶片前缘附近的气膜冷却效果的影响做了非定常数值研究。研究过程中保证了冷气射流相对于叶片表面的吹风比不变,通过在叶片前缘、压力侧以及吸力侧不同位置布置不同角度的气膜孔,来研究非定常激波扫掠对不同情况下气膜冷却效果产生的影响。结果表明,在本文所研究的叶栅中,激波扫掠在每个周期中的一段时间内对吸力侧前缘附近（包括前缘点）的气膜孔影响明显,对压力侧的气膜孔无明显影响。激波扫掠对气膜冷却效果的影响主要反映在其会导致叶片表面冷气周期性分离,引起叶片表面高气膜冷却效率区的流向和展向分布随时间发生变化。本文中所有受到激波扫掠影响的气膜孔中,越靠近叶片前缘的气膜孔,受到扫掠激波的影响越严重。与叶片表面夹角较小的气膜孔由于其冷气射流抗分离能力较强,因此受到激波扫掠的影响也较小。最后,本文将前文中对叶片前缘、吸力面以及尾缘冷气喷射与主流流动之间的相互影响的研究结论,应用于高负荷单级高压涡轮设计、大功率两级高压涡轮设计以及无导叶对转涡轮设计过程之中,证明了前文中在涡轮设计中的指导作用。在对涡轮设计的过程中,根据涡轮实际的气动设计参数,有针对性地对前缘、吸力面以及尾缘冷却设计的参数进行选择,有利于在设计过程的源头中尽量规避可能因涡轮跨声速以及冷气喷射所引起的损失增加等问题。
陈帝云[5]（2018）在《高负荷局部进气涡轮流动特性与性能研究》文中研究表明作为国防和民用动力装置的核心部件之一,涡轮正不断朝着结构更紧凑、级数更少、重量更轻且效率更高的方向发展,这使得涡轮级负荷增大、内部处于跨声速流动状态,且局部进气结构型式使得高负荷涡轮进气扇区之后的各排动静叶工作在周向非均匀的来流条件,叶排内部流动情况更加复杂的同时,各级动叶也承受着更强烈的非定常气流激振力的作用。因而,系统研究局部进气条件下,高负荷涡轮优化设计方法,理清局部进气涡轮内部非定常流动损失特点和气流激振特性,在此基础上找出进一步改善高负荷局部进气涡轮性能的流动组织方法和构型方式,对于该类型涡轮应用领域的进一步发展有着重要意义。具有低耗气量、高负荷、低展弦比特点的涡轮,采取局部进气的结构型式可以增加涡轮叶片高度,以降低小流量条件下,叶片高度过小所带来的急剧增加的二次流损失和加工制造时的难度。另外,局部进汽的结构型式在采用喷嘴配汽的汽轮机调节级中也有应用,可以减小配汽时的节流损失,提升部分负荷条件下机组的效率。本文首先对局部进气涡轮进行了优化设计研究。利用MATLAB对现有软件模块进行二次开发,实现各模块之间的数据传递,建立了能够在全周进气单流道和局部进气环境下对双级局部进气涡轮进行分步优化设计的平台,并基于神经网络训练所得到的反映各阶段优化参数与涡轮气动性能之间映射关系的近似模型和粒子群-遗传混合算法的全局寻优,获得了双级局部进气涡轮各阶段的优化结果。通过OPT STEP1、OPT STEP2的优化,在考虑该类型涡轮反动度对局部进气构型后泄漏损失影响的前提下,对全周进气单流道条件下涡轮内各叶排间的冲角状态和气动参数进行重新优化组织,并对第一级动叶通过弯优化减少了上下通道涡相互干涉造成的高损失区域,使全周进气单流道条件下优化结果single-OPT2的总静效率较原型累计提升了 3.24%。随后对single-OPT2进行局部进气构型得到双级局部进气涡轮PA-OPT1,其总静效率较原型PA-ORI提升了 2.87%。在前两步优化结果的基础上,OPT STEP3进一步在局部进气环境下对r1动叶叶型进行优化,显着改善了局部进气条件下动叶排根部的流动状态,消除了在进入进气段影响区域时动叶排根部前缘吸力面的分离,同时使得沿周向窜流的净流量较PA-OPT1减小了10.30%。总体来看,优化后的双级局部进气涡轮PA-OPT2其总静效率较PA-OPT1提升了 0.85%,较原型PA-ORI累计提升了 3.72%。在此基础上,对不同结构型式局部进气涡轮非定常流动特性进行了数值研究。对于第二级静叶排也采用局部进气结构型式的case3方案,其第一级动叶排内,处于非进气段后所对应的动叶区域整体静压水平更高,与进气段后所对应的动叶区域的压差较case2小,由局部进气引起的周向窜流、掺混的程度低,其第一级动叶内的时均能量损失水平更低。同时,从前面级来流流体经由第二级局部进气静叶流道收集整合后,再进入第二级动叶内做功,使得case3第二级静叶排进气流道内部流场状态与第二级静叶排全周进气的case2方案相比,更接近全周进气casel时的“理想”状态,流体在第二级静叶排内的掺混损失更小,其后所对应的第二级动叶也更多地工作在接近全周进气来流条件下的高效状态。与case2相比,case3第一级时均总总效率、第二级时均总静效率以及两级总静效率分别提升了 3.14%、8.62%和4.13%。但对于case3,由于不能像case2那样利用第二级全周静叶排对来流进行充分掺混和均化,使得case3第二级动叶所受气流激振力的强度更强,其动叶所受最大交变应力值较case2上升了 32.58%。局部进气条件下,静叶时序位置改变对第二级动、静叶的损失均有显着影响,最佳时序位置方案PA3.0第二级静叶排的时均能量损失系数较最差时序位置方案PA0.0上升了 5.12%,而第二级动叶排的时均能量损失系数则下降了 7.49%。最佳时序位置方案PA3.0时均总静和总总效率分别较最差时序位置方案PA0.0上升了 1.35%和1.16%。随后,在小局部进气度条件下,设计了单/双向进气再入式涡轮,发现双向进气再入式涡轮整体结构更加紧凑,且可以获得相对较高的总体性能。进气扇区周向布置距离较小、再入扇区内静叶合理调整、选择合适的重复进气次数可以有效提升再入式涡轮总体性能。与双级局部进气涡轮相比,再入式涡轮在较宽的转速范围内依然维持较高的效率水平,且在低膨胀比条件下效率水平也更高。最后,对涡轮模拟试验参数的选取方法进行了阐述,介绍了局部进气涡轮试验台总体结构、试验件各部分设计方案、局部进气涡轮试验测量方案以及试验件关键部件的加工方案,为下一阶段局部进气涡轮试验研究工作奠定了基础。
吴中野,方祥军,刘思永,马广健[6]（2018）在《1+1/2级超跨声对转涡轮气动性能试验及分析》文中指出对转涡轮是高性能航空发动机的关键技术之一。采用试验方法对某1+1/2级超跨声对转涡轮气动性能进行了研究与分析。针对试验中涡轮级间难以布置测点的问题,提出了基于特性反推的分步试验方法,然后对超跨声对转涡轮运行特性进行了详细分析。研究结果表明,该超跨声高压涡轮流量特性几乎不随膨胀比变化,而效率特性变化较大;高、低压涡轮喉道面积比在涡轮膨胀比分配中起到重要作用,该值低于设计状态时,总膨胀比满足设计要求下,高压涡轮膨胀比增大,低压涡轮膨胀比减小;高压涡轮出口气流角对低压涡轮运行特性影响显着。
宋红超[7]（2017）在《叶轮机气动外形离散型伴随优化系统开发与研究》文中研究说明精细化设计已成为现今航空叶轮机设计发展趋势,伴随优化系统是实现精细化设计的重要基础工具。鉴于自主发展航空叶轮机CFD及优化技术的重要性,以及面对国内很少自主开发基于非结构网格叶轮机流场求解程序,尚未自主开发多排叶轮机离散型伴随优化系统,以及缺乏自主开发程序而难于支撑叶轮机原创技术开发的现实局面,论文集中开发了包括非结构网格生成、流场数值模拟、离散型伴随场求解、敏感性计算、网格变形、气动外形寻优在内的基于非结构网格的叶轮机气动外形伴随优化系统,并依此对内流通道全三维一体化参数化优化潜力进行了探索和评估研究。具体研究工作如下:一、采用六面体单元转换为四面体单元的切分方法,在叶轮机叶片参数化与快速多块网格生成程序TurboPara&Gen中实现了基于多块结构网格切分的叶轮机非结构网格生成功能,使TurboPara&Gen能够快速生成无粘和粘性流场计算用的拟流面二维网格、三维网格、单排/多排网格、单排单通道/多通道网格,能够处理端区径向间隙、排间间隙、端区倒角/倒圆,并能在O+H型多块结构网格基础上快速生成非结构网格。二、开发了基于非结构网格的叶轮机流场求解程序TurboSim（un）,出于通用性以及后续气弹等应用需求考虑,程序选择任意拉格朗日-欧拉形式的RANS方程,并采用SA湍流模型对RANS方程进行封闭。流动求解采用了基于节点中心有限体积方法,其中空间项采用Roe格式进行离散,时间导数项可选择1-4阶向后差分格式,为加速非定常流动时间精确求解而采用了双时间步法,流场加速技术包括多重网格、局部时间步长等。采用一维无粘激波管、层流平板流动、湍流平板流动、圆柱非定常绕流等四个经典算例对TurboSim（un）实施数值格式正确性、精度等进行了校验;并进一步选择Goldman叶栅、Rotor67跨音转子和Stage35跨音压气机级等三个经典叶轮机算例,对进、出口和周期边界条件施加正确性、非惯性项添加的正确性、跨音流场描述质量、多级叶轮机定常流场模拟能力进行了较全面的验证。三、基于非结构网格推导了网格变形处理方式下的流场伴随方程和网格伴随方程,并建立了以时间推进、GMRES方法进行线性方程迭代为主的离散型伴随场求解程序TurboAdjD;集成非结构网格生成TurboPara&Gen、叶轮机流动求解程序TurboSim（un）、几何参数化、敏感性计算、网格变形、优化算法等模块构建了叶轮机离散型伴随优化系统TurboOpt。针对叶轮机伴随优化,提出了基于子目标函数线性叠加的目标函数,分别给出了流量、总压、总温、熵、效率、压强分布等子目标函数构造;参数化采用了以Hicks-Henne函数作为基函数扰动方法。该离散型伴随优化系统避免了团队前期研究深刻地体验了连续型伴随方法的若干局限如湍流粘性伴随方程难以推导、可用目标函数少等问题。采用简单外流案例ONERA M6机翼,初步验证伴随场计算方法和优化系统流程正确性;并进一步选用Goldman涡轮叶栅、Rotor67跨音转子以及Stage35跨音压气机级为案例,从正问题和反问题模式分别验证伴随优化方法在亚音叶栅、超/跨音单转子以及多排跨音压气机级的优化能力和可靠性。四、面向解决当前叶片曲面极强空间三维性与设计思想、手段仍束缚于二维或准三维的矛盾,指出了叶轮机通道全三维一体化发展趋势,并采用通道全三维一体化参数化结合伴随优化方法对其提升叶轮机性能潜力进行了初步探索和评估研究。通过单边膨胀喷管、Goldman涡轮叶栅以及NACA65压气机叶栅案例研究,指出了整个叶片与端壁构成全三维通道一体化设计的潜力,并为未来叶轮机全三维一体化伴随优化参数化方法提供了进一步研究思路。论文在国内首次开发了基于非结构网格的叶轮机气动外形离散型伴随优化系统,并对叶轮机叶片与端壁未来一体化发展趋势进行了探索,在当前国家大力发展“航空发动机与燃气轮机”两机背景下别具重要。
周琨,邹正平,刘火星,王雷[8]（2012）在《航空发动机对转涡轮气动设计技术研究进展》文中研究指明随着航空工业的发展,民用或者军用飞行器都对航空发动机要求越来越高,对转涡轮由于其气动布局上的优势能成为未来航空发动机的关键技术之一。本文通过对国内外文献的调研,结合课题组多年研究工作,分析了对转涡轮内部的特征,并从对转涡轮速度三角形参数分析和气动设计准则、内部复杂流动机制、激波组织技术和收扩叶型造型方法等方面对其研究进展进行了论述;在此基础上考虑加工工艺、结构强度、传热冷却等多学科耦合因素,探讨了转涡轮技术在工程应用中面临的挑战及可能的解决方向,展望了转涡轮技术的发展趋势。
乔加飞[9]（2012）在《对转涡轮气动优化设计及其热斑效应的研究》文中指出鉴于对转涡轮技术在提高涡轮气动效率、降低涡轮端重量以及提高飞机机动性能等诸多方面的优势,欧美等航空强国将对转涡轮技术作为了重要的研究内容,并已将其成功地应用到了新一代军用与民用航空发动机之中。与之相比,我国在对转涡轮技术上的研究还颇为不足,对转涡轮气动设计及优化的经验尚有欠缺。此外,在常规涡轮中,研究者们已经发现了进口热斑会对涡轮的流场和热负荷产生不可忽视的影响,但迄今为止热斑对无导叶对转涡轮流场、气动性能以及热负荷的影响研究还非常少。鉴于此,本文在课题组已有研究成果的基础上,针对对转涡轮的气动优化设计及其热斑效应进行了研究,主要研究内容如下：1.对某1+1对转涡轮进行了气动设计,并通过数值模拟的手段对其流场和气动性能进行了分析,总结出了相关设计特征。研究发现涡轮上端壁采用下凹型的曲线有利于降低叶顶反动度,低压级采用“反C”型出功分配将导致低压导叶出口气流角的径向差异较大。2.研究了导叶弯曲对1+1/2对转涡轮气动性能的影响,重点研究了导叶在不同正弯角度和不同反弯角度下导叶通道内流场的变化,气流出口特性的变化以及高低压级涡轮等熵效率的变化,进而得到了导叶弯曲对1+1/2对转涡轮气动性能的影响方式及机理,并发现了导叶在小角度反弯时有利于1+1/2对转涡轮效率的提高。3.通过对1+1/2对转涡轮在均匀温度进口工况和热斑工况下的定常/非定常数值模拟结果的比较,研究了进口热斑对1+1/2对转涡轮高低压两级转子通道内径向二次流以及涡强度的影响,发现了热斑的引入加剧了气流在高压转子通道内的径向二次流动,增强了高压转子根部通道涡和尾迹涡的强度,但降低了高压转子顶部泄漏涡的强度。还发现了在热斑的影响下,低压转子根部通道涡有所减弱。4.开展了热斑对1+1/2对转涡轮叶表、叶顶以及端壁热负荷的影响研究,揭示了进口热斑与径向二次流以及顶部泄漏涡等相互作用对1+1/2对转涡轮热负荷的影响机理,发现了在热斑工况下高压转子叶顶尾部和低压转子叶顶尾部的热负荷因高温气体的掠过而增强,高压转子轮毂后端的热负荷和低压转子轮毂的热负荷因高温气体的径向迁移而增强,此外还发现了迁移至叶顶的高温流体在叶顶泄漏涡的卷吸下远离机匣,从而使得机匣的热负荷在热斑工况下有所下降。5.研究了热斑的存在对1+1/2对转涡轮比功和等熵效率等气动性能的影响,发现了热斑工况下叶中高温流体出功增加,而两端低温流体出功降低；由于叶中高温流体在出功的同时还要向两端低温流体输送能量,因此叶中区域的等熵效率因热斑的引入而降低,两端区域的等熵效率因热斑的引入而升高。
雒伟伟[10]（2012）在《基于流动控制的无导叶对转涡轮性能研究》文中指出对转涡轮技术是燃气涡轮发动机的一项关键技术,它在提高发动机推重比以及飞机性能方面具有较大的发展潜力。在1+1/2对转涡轮中,由于其高压动叶具有缩放型流道,使得1+1/2对转涡轮的流场、流量调节规律与具有渐缩型流道的常规涡轮有所不同。因此,深入研究1+1/2对转涡轮的流动特性,并采取有效的流动控制措施降低高压动叶流道内的激波损失以及控制对转涡轮流量,对增加流动稳定性和提高发动机性能具有重要意义。本文针对1+1/2对转涡轮的流动特征,分别采用在高压动叶吸力面沿展向加凸台、可调高压导叶和高压动叶叶表喷射冷气的流动控制措施,通过数值模拟和叶栅实验对流动控制措施的有效性及控制机理进行了研究,主要研究内容如下：1.在1+1/2对转涡轮高压动叶吸力面因内伸波导致的分离区设置凸台,通过调整凸台的轴向位置和高度,改变流道通流形状和面积,从而达到抑制分离的目的。采用数值模拟方法,对不同凸台位置和高度的工况进行对比分析,得到了能够有效抑制分离的凸台最优位置和高度,当凸台位于吸力面84%-86%轴向弦长位置,最大高度为1mm,并且与叶表光滑连接时,其对吸力面分离区的抑制效果最佳。2.由于1+1/2对转涡轮的喉部位于高压动叶中,且高压动叶出口流动沿展向均超音,涡轮流量不随背压的变化而变化,因此采用可调高压导叶的流动控制措施对其流量进行调节。本文运用数值模拟方法对采用可调高压导叶后的1+1/2对转涡轮性能及流场进行了分析,研究了可调导叶开度和涡轮流量、效率、功量、损失等之间的关系,结果表明,采用可调高压导叶能够有效控制1+1/2对转涡轮流量、保持合理的高低压级出功比和较高的涡轮效率。3.保护高温部件的冷却气体排入叶栅流道对涡轮叶栅的气动性能会产生影响,本文以1+1/2对转涡轮中具有缩放型流道的高压动叶50%叶高截面叶型构成的叶栅为研究对象,采用数值模拟方法针对六个不同轴向位置处喷射冷气对缩放型流道涡轮叶栅性能的影响进行了详细的研究,着重分析了冷气喷射位置、冷气与主流质量流量比等影响因素,结果表明,在吸力面内伸波反射点附近喷射冷气可以减弱内伸波强度,这主要是由于射流冷气滞止了冷气孔前的气流,造成较大的逆压梯度,孔前压力升高,使得内伸波前后压差减小。证明了内伸波反射点附近射流减小内伸波强度的流动控制方法的有效性。4.利用跨声速平面叶栅实验台针对非设计工况时缩放型流道涡轮叶栅流动特性和冷气喷射对其性能的影响进行了实验研究,并对缩放型流道涡轮叶栅中波系结构随膨胀比的变化做了纹影实验,对不同攻角、不同膨胀比及不同冷气流量时的叶栅进出口参数、叶表静压、端壁静压等进行了测量,实验结果与数值模拟结果符合较好,并且在内伸波作用位置处,实验与数值模拟均捕捉到了内伸波引起的流场变化。实验测得的叶表静压分布和纹影图均表明缩放型流道涡轮叶栅中波系结构随膨胀比的变化与理论分析和数值模拟中的变化过程一致,这些进一步说明了本课题组发展的具有缩放型流道的1+1/2对转涡轮的设计、分析与实验系统的正确性。
二、1+1/2对转涡轮用出口超音叶栅设计与试验（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、1+1/2对转涡轮用出口超音叶栅设计与试验（论文提纲范文）
（1）高反力度1+1/2对转涡轮复杂波系与泄漏流动研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 跨音速涡轮叶顶泄漏流现象产生机理与研究现状 |
| 1.3 跨音速涡轮尾缘波系产生机理与研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 研究对象与数值方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 研究对象 |
| 2.3 三维气动设计软件简介 |
| 2.3.1 叶片造型模块 |
| 2.3.2 网格划分模块 |
| 2.3.3 数值模拟软件CFX |
| 2.4 数值研究方法 |
| 2.4.1 控制方程 |
| 2.4.2 湍流模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 1+1/2 对转涡轮气动设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 1+1/2 对转涡轮一维气动设计 |
| 3.2.1 基本流动过程分析 |
| 3.2.2 关键参数选取 |
| 3.2.3 一维气动计算结果 |
| 3.3 1+1/2 对转涡轮三维气动设计 |
| 3.3.1 三维气动设计概述 |
| 3.3.2 叶片造型 |
| 3.3.3 三维设计网格划分 |
| 3.3.4 数值模拟结果 |
| 3.3.5 数值方法验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 1+1/2 对转涡轮间隙流动与波系分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高压级动叶间隙网格划分 |
| 4.3 1+1/2 对转涡轮间隙流动分析 |
| 4.3.1 出口气流角随间隙的变化 |
| 4.3.2 出口马赫数随间隙的变化 |
| 4.3.3 不同间隙叶顶泄漏涡分析 |
| 4.4 1+1/2 对转涡轮高压叶栅出口波系分析 |
| 4.4.1 涡轮叶片尾缘波系基本组成 |
| 4.4.2 无间隙高压叶栅出口波系分析 |
| 4.4.3 1%叶高叶顶间隙高压叶栅出口波系分析 |
| 4.4.4 2%叶高叶顶间隙高压叶栅出口波系分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 不同工况点 1+1/2 对转涡轮高压叶栅出口波系与泄漏涡作用分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 不同转速叶顶泄漏涡与高压叶栅出口波系作用分析 |
| 5.2.1 高压级 90%转速-低压级 80%转速 |
| 5.2.2 高压级 60%转速-低压级 50%转速 |
| 5.3 不同背压叶顶泄漏涡与高压叶栅出口波系作用分析 |
| 5.3.1 膨胀比 4.0 |
| 5.3.2 膨胀比 3.0 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）对转压气机尾迹涡迁移对叶顶泄漏流影响机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 压气机尾迹脱落涡迁移路径影响因素 |
| 1.2.2 尾迹涡与下游转子叶顶泄漏流相互作用机制 |
| 1.2.3 尾迹脱落涡对叶顶泄漏流静压非定常波动影响研究 |
| 1.2.4 对转压气机研究进展 |
| 1.2.4.1 对转压气机研究意义 |
| 1.2.4.2 国外对转压气机的研究现状 |
| 1.2.4.3 国内对转压气机研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 数值模拟方法及验证 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数值模拟软件简介 |
| 2.2.1 控制方程组 |
| 2.2.2 雷诺应力项的处理及湍流模型 |
| 2.2.3 空间项的离散 |
| 2.2.4 时间项的离散 |
| 2.3 数值方法验证 |
| 2.3.1 S1 流面数值模拟方法验证 |
| 2.3.1.1 非线性谐波法介绍 |
| 2.3.1.2 研究对象简介 |
| 2.3.1.3 计算域边界及算例设置 |
| 2.3.1.4 边界条件及初始化 |
| 2.3.1.5 网格无关性验证 |
| 2.3.2 全三维数值模拟方法 |
| 2.3.2.1 研究对象简介 |
| 2.3.2.2 边界条件及初始化 |
| 2.3.2.3 网格无关性验证 |
| 2.3.2.4 湍流模型的评估 |
| 2.4 本文的研究对象 |
| 2.4.1 几何结构与计算域 |
| 2.4.2 网格无关性验证 |
| 2.4.3 边界条件设置 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 高负荷对转压气机S1流面尾迹涡级间迁移影响因素研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 轴向间隙对高负荷对转压气机尾迹涡迁移路径的影响 |
| 3.3 尾迹脱落涡级间迁移影响因素研究 |
| 3.3.1 上游转子尾迹脱落涡脱落频率特点分析 |
| 3.3.2 上游转子尾迹脱落涡级间迁移无量纲准则关系式 |
| 3.3.3 设计阶段尾迹涡迁移路径预估 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 动/动干涉下上游转子泄漏流变化特征及对尾迹涡迁移影响研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 不同叶尖间隙下上游转子叶尖区的流场变化 |
| 4.2.1 不同叶尖间隙下上游转子叶顶泄漏流沿弦长分布特征 |
| 4.2.2 不同叶顶间隙下外伸激波对上游转子叶尖区流场影响 |
| 4.3 不同叶顶间隙下外伸激波对上游转子叶顶泄漏流沿弦长参数的影响 |
| 4.4 不同叶顶间隙下外伸激波对上游转子叶尖区载荷波动的影响范围 |
| 4.5 上游转子叶顶泄漏流对尾迹涡级间迁移影响 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 尾迹涡迁移路径对下游转子叶顶泄漏流损失的影响研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 设计工况下游转子叶尖区叶顶泄漏流特征 |
| 5.3 尾迹脱落涡对叶顶泄漏流影响分析 |
| 5.3.1 尾迹脱落涡对下游转子叶尖区流场影响 |
| 5.3.2 尾迹涡对下游转子叶尖区损失分布影响 |
| 5.4 上游转子泄漏涡和尾迹涡迁移路径对下游转子叶顶泄漏流影响 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 尾迹涡迁移对下游转子叶顶泄漏流非定常波动影响研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 对转压气机下游转子叶顶泄漏流非定常波动机制 |
| 6.2.1 近失速工况下游转子叶顶泄漏流流场特征 |
| 6.2.1.1 下游转子叶顶间隙为0.35%叶高时泄漏流特征 |
| 6.2.1.2 下游转子叶顶间隙为0.63%叶高时泄漏流特征 |
| 6.3 下游转子叶尖区静压波动频谱特征 |
| 6.4 尾迹涡对下游转子叶尖区非定常压力波动影响机理 |
| 6.4.1 近失速工况下尾迹涡对叶顶泄漏流的影响 |
| 6.4.2 尾迹涡对主频转变的影响 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的论文与研究成果 |
| 致谢 |
（3）对转气冷涡轮数值计算技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 对转涡轮简介 |
| 1.2.2 气动调节 |
| 1.2.3 射流与主流掺混研究 |
| 1.2.4 源项法研究进展 |
| 1.2.5 转/静交界面处理方法 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 数值计算方法 |
| 2.1 控制方程 |
| 2.1.1 笛卡尔坐标系下的N-S方程 |
| 2.1.2 N-S方程的无量纲化 |
| 2.1.3 一般曲线坐标系下的N-S方程 |
| 2.2 SST湍流模型 |
| 2.3 相位延迟非定常计算方法 |
| 2.3.1 直接存储相位延迟 |
| 2.3.2 形状修正相位延迟 |
| 2.4 数值计算关键技术 |
| 2.4.1 源项法计算方法 |
| 2.4.2 掺混面技术 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 数值方法验证 |
| 3.1 源项法可靠性验证 |
| 3.1.1 算例说明 |
| 3.1.2 结果与分析 |
| 3.2 出口无反射算例验证 |
| 3.2.1 算例说明 |
| 3.2.2 结果与分析 |
| 3.3 叶栅转/静掺混面处理方法二维验证 |
| 3.3.1 算例说明 |
| 3.3.2 结果与分析 |
| 3.4 叶栅转/静掺混面处理方法三维验证 |
| 3.4.1 算例说明 |
| 3.4.2 结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于叶片表面射流的对转涡轮高压部件流量调节 |
| 4.1 研究对象与数值方法 |
| 4.2 研究方案 |
| 4.3 设计工况流场分析 |
| 4.4 导叶压力面射流 |
| 4.4.1 喷气位置的影响 |
| 4.4.2 喷气流量和喷气角度的影响 |
| 4.5 导叶吸力面射流 |
| 4.5.1 喷气位置的影响 |
| 4.5.2 喷气流量和喷气角度的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 尾缘劈缝射流影响的对转涡轮高压部件流量调节 |
| 5.1 研究对象和研究方案 |
| 5.2 尾缘劈缝对涡轮流动的影响 |
| 5.3 尾缘劈缝/压力面射流 |
| 5.4 尾缘劈缝/吸力面射流 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论和展望 |
| 6.1 本文结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（4）跨声速涡轮冷气喷射与激波相互影响的研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 高负荷跨声速涡轮叶栅内部流动 |
| 1.3 跨声速涡轮叶片冷气喷射 |
| 1.3.1 尾缘冷气喷射与损失 |
| 1.3.2 吸力面冷气喷射 |
| 1.3.3 静叶尾缘激波非定常扫掠对下游动叶前缘气膜冷却效果的影响 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 数值模拟方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数值模拟工具简介 |
| 2.2.1 涡轮一维参数计算程序 |
| 2.2.2 涡轮S2 流面准三维计算程序 |
| 2.2.3 ANSYS CFX全三维流体力学数值模拟平台 |
| 2.3 湍流模型简介 |
| 2.4 网格生成工具简介 |
| 2.4.1 Icem CFD |
| 2.4.2 AutoGrid5 |
| 2.4.3 哈工大发动机气体动力研究中心气冷涡轮网格自动生成程序 |
| 2.5 数值方法验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 尾缘斜劈缝长度与冷气流量对跨声速涡轮叶栅气动性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算模型及研究方案介绍 |
| 3.2.1 计算模型及研究方案 |
| 3.2.2 计算域网格无关性分析 |
| 3.3 不同劈缝长度以及冷气流量对叶栅总参数的影响 |
| 3.3.1 对能量损失的影响 |
| 3.3.2 对掺混损失的影响 |
| 3.3.3 最大马赫数 |
| 3.4 不同劈缝长度以及冷气流量情况下叶片表面压力分布 |
| 3.4.1 相同斜劈缝长度下不同冷气流量对叶片表面压力分布的影响 |
| 3.4.2 相同冷气流量下不同斜劈缝长度对叶片表面压力分布的影响 |
| 3.5 不同冷气流量下不同尾缘劈缝长度的叶栅通道中马赫数分布 |
| 3.6 不同劈缝长度冷气流量对尾缘附近流动的影响 |
| 3.7 不同劈缝长度冷气流量对相邻叶片吸力面流动影响 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 叶片吸力面切向槽冷气喷射对跨声速涡轮叶栅气动性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算模型及研究方案介绍 |
| 4.2.1 计算模型及研究方案 |
| 4.2.2 计算域网格无关性分析 |
| 4.3 不同几何以及冷气参数对叶栅总参数的影响 |
| 4.3.1 对能量损失的影响 |
| 4.3.2 对总压损失的影响 |
| 4.3.3 对叶栅最大马赫数的影响 |
| 4.4 B样条槽壁冷气槽对叶栅气动以及冷却性能的影响 |
| 4.4.1 对叶片表面压力分布的影响 |
| 4.4.2 对叶片表面气膜冷却效率分布的影响 |
| 4.4.3 对吸力面附近流场的影响 |
| 4.5 圆弧曲线槽壁冷气槽对叶栅气动以及冷却性能的影响 |
| 4.5.1 对叶片表面压力分布的影响 |
| 4.5.2 对叶片表面气膜冷却效率的影响 |
| 4.5.3 对吸力面附近流场的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 静叶尾缘激波非定常扫掠对动叶前缘气膜冷却效果的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算模型及研究方案介绍 |
| 5.2.1 计算模型及研究方案 |
| 5.2.2 计算域网格无关性分析 |
| 5.3 非定常激波扫掠对动叶前缘附近的影响 |
| 5.4 动叶前缘及压力面冷气喷射受扫掠激波的影响 |
| 5.4.1 前缘冷气喷射受激波的影响 |
| 5.4.2 压力面冷气喷射受激波的影响 |
| 5.5 动叶吸力面冷气喷射受扫掠激波的影响 |
| 5.5.1 吸力面0.05 相对弧长处冷气喷射受激波的影响 |
| 5.5.2 吸力面0.10 相对弧长处冷气喷射受激波的影响 |
| 5.5.3 吸力面0.15及0.20 相对弧长处冷气喷射受激波的影响 |
| 5.6 气膜孔下游时均气膜冷却效率 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 考虑冷气影响的高负荷跨声速涡轮设计应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 考虑冷气影响的单级高负荷涡轮设计应用 |
| 6.2.1 单级高负荷涡轮一维初步方案设计 |
| 6.2.2 单级高负荷涡轮S2 流面准三维设计 |
| 6.2.3 单级高负荷涡轮三维校核与分析 |
| 6.3 考虑冷气影响的两级高压涡轮设计应用 |
| 6.3.1 两级高压涡轮一维初步方案设计 |
| 6.3.2 两级高压涡轮S2 流面准三维设计 |
| 6.3.3 两级高压涡轮三维校核与分析 |
| 6.4 考虑冷气影响的对转涡轮设计应用 |
| 6.4.1 初步改型设计方案 |
| 6.4.2 改型方案中叶片气膜冷却设计 |
| 6.4.3 改型设计后涡轮的三维校核与分析 |
| 6.5 考虑冷气影响的缩放叶型高马赫数对转涡轮设计应用 |
| 6.5.1 初步方案设计 |
| 6.5.2 叶片气膜冷却设计 |
| 6.5.3 三维校核与分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）高负荷局部进气涡轮流动特性与性能研究（论文提纲范文）
| 创新点摘要 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 高负荷超跨声速涡轮设计与流动特性研究 |
| 1.2.1 国外超跨声速涡轮研究现状 |
| 1.2.2 国内超跨声速涡轮研究现状 |
| 1.3 叶轮机械优化设计理论与方法研究 |
| 1.3.1 人工神经网络应用于叶轮机械优化设计 |
| 1.3.2 响应面方法应用于叶轮机械优化设计 |
| 1.3.3 Kriging模型应用于叶轮机械优化设计 |
| 1.3.4 伴随方法应用于叶轮机械优化设计 |
| 1.4 局部进气涡轮应用与研究现状 |
| 1.4.1 汽轮机调节级 |
| 1.4.2 鱼雷涡轮机涡轮部件 |
| 1.4.3 小推力液体火箭发动机涡轮泵涡轮部件 |
| 1.4.4 空气涡轮火箭发动机等组合循环动力装置涡轮部件 |
| 1.4.5 有机朗肯循环涡轮膨胀器 |
| 1.4.6 再入式涡轮 |
| 1.5 涡轮非定常流动特性研究 |
| 1.5.1 涡轮非定常研究现状 |
| 1.5.2 局部进气涡轮非定常流动研究 |
| 1.5.3 叶轮机械时序效应研究 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第2章 局部进气涡轮数值计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 三维数值计算方法 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.2 湍流模型 |
| 2.2.3 网格划分及边界条件定义 |
| 2.2.4 网格无关性验证 |
| 2.3 数值计算方法校核 |
| 2.3.1 双级局部进气涡轮实验校核 |
| 2.3.2 跨声速涡轮叶型实验校核 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 局部进气涡轮优化设计研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 局部进气涡轮叶型优化平台设计与构建 |
| 3.2.1 局部进气涡轮优化设计对象 |
| 3.2.2 总体优化思路与优化方案 |
| 3.2.3 样本数据库建立 |
| 3.2.4 神经网络代理模型与智能寻优算法 |
| 3.2.5 优化平台构建与运行 |
| 3.3 局部进气涡轮叶型优化结果分析 |
| 3.3.1 总体优化结果 |
| 3.3.2 单流道级环境下优化结果 |
| 3.3.3 单流道级环境下第一级动叶弯优化结果 |
| 3.3.4 局部进气环境下第一级动叶叶型优化结果 |
| 3.3.5 局部进气涡轮最终优化结果与原型变工况性能 |
| 3.4 局部进气涡轮第二级静叶排进气流道数目优化调整 |
| 3.4.1 优化调整方案 |
| 3.4.2 各方案总体性能与内部流动特性 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 局部进气涡轮非定常流动特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 不同结构型式局部进气涡轮非定常特性 |
| 4.2.1 不同结构型式局部进气涡轮非定常计算方案和数据处理方法 |
| 4.2.2 总体性能和特性参数 |
| 4.2.3 内部非定常流动特性 |
| 4.2.4 叶表非定常压力分布 |
| 4.3 不同结构型式局部进气涡轮叶片气流激振特性 |
| 4.3.1 局部进气条件下叶片非定常受力分析 |
| 4.3.2 非定常气流激振力作用下叶片瞬态动力学分析 |
| 4.4 静叶排时序位置对不同进气条件下涡轮流场与性能影响 |
| 4.4.1 不同静叶排时序位置计算方案 |
| 4.4.2 静叶排时序位置对全周进气下涡轮流场与性能影响 |
| 4.4.3 静叶排时序位置对局部进气下涡轮流场与性能影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 再入式涡轮结构设计与内部流动特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 单/双向进气再入式涡轮总体性能与内部流动研究 |
| 5.2.1 研究对象 |
| 5.2.2 再入涡轮总体性能及内部整体流动特点 |
| 5.2.3 再入涡轮动叶排进出口不均匀性分析 |
| 5.2.4 处于不同周向位置动叶叶表静压分布及叶片扭矩输出特性 |
| 5.3 进气扇区调整对双向进气再入式涡轮流场与性能影响 |
| 5.3.1 两级扇区相对周向位置调整对流场和性能的影响 |
| 5.3.2 第二级扇区静叶安装角调整对流场和性能的影响 |
| 5.3.3 两次重复进气再入式涡轮总体性能与流动特性 |
| 5.4 再入式涡轮变工况特性 |
| 5.4.1 再入式涡轮变工况计算方案 |
| 5.4.2 变工况总体性能与内部流动状态 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 局部进气涡轮试验件结构与测试方案设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 试验件关键参数的确定 |
| 6.2.1 试验台总体结构 |
| 6.2.2 局部进气涡轮模拟试验参数的确定 |
| 6.3 试验件总体结构方案和关键部件选型 |
| 6.3.1 试验件各部分设计方案 |
| 6.3.2 转子轴向力估算和轴承选型 |
| 6.4 试验件流场与性能测量方案设计 |
| 6.5 试验件关键部件加工方案 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文及其他相关学术成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）1+1/2级超跨声对转涡轮气动性能试验及分析（论文提纲范文）
| 1 超跨声对转涡轮试验台 |
| 2 模化对转涡轮 |
| 2.1 模化对转涡轮试验方法 |
| 2.2 单转子高压涡轮测试截面探针布置方式 |
| 2.3 双转子高低压涡轮测试截面探针布置方式 |
| 3 试验结果及分析 |
| 3.1 单转子高压涡轮试验结果 |
| 3.2 双转子高低压涡轮试验结果 |
| 4 结论 |
（7）叶轮机气动外形离散型伴随优化系统开发与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 航空叶轮机技术发展态势 |
| 1.2.1 设计方法体系发展 |
| 1.2.2 设计理念与思路转变 |
| 1.2.3 设计及性能指标提升 |
| 1.2.4 气动热力学疑题与未来发展 |
| 1.3 航空叶轮机CFD发展 |
| 1.3.1 物理模型 |
| 1.3.2 湍流模拟 |
| 1.3.3 数值方法 |
| 1.4 航空叶轮机气动优化发展 |
| 1.4.1 气动优化方法回顾 |
| 1.4.2 伴随优化方法发展 |
| 1.4.3 叶轮机伴随优化发展 |
| 1.5 小结 |
| 1.6 论文工作 |
| 1.6.1 研究目标 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第二章 基于非结构网格的叶轮机流场数值求解方法 |
| 2.1 流动控制方程及其封闭 |
| 2.1.1 任意拉格朗日-欧拉形式的RANS方程 |
| 2.1.2 湍流模型 |
| 2.1.3 无量纲化 |
| 2.2 流动控制方程的空间离散方法 |
| 2.2.1 基于节点的有限体积方法 |
| 2.2.2 对流输运通量构造 |
| 2.2.3 梯度重构 |
| 2.2.4 粘性通量 |
| 2.3 流动控制方程的时间推进方法 |
| 2.3.1 定常流动求解 |
| 2.3.2 非定常流动求解 |
| 2.4 线性方程求解方法 |
| 2.5 初/边值条件 |
| 2.5.1 初始条件 |
| 2.5.2 边界条件 |
| 2.6 流场收敛加速技术 |
| 2.6.1 当地时间步长 |
| 2.6.2 多重网格 |
| 2.7 基于多块网格切分的非结构网格生成方法 |
| 2.7.1 多块结构网格生成方法 |
| 2.7.2 基于结构化网格切分的非结构网格生成方法 |
| 2.8 网格生成程序改编及与流动求解程序开发 |
| 2.8.1 开发环境及语言 |
| 2.8.2 参数化与网格生成程序TurboPara&Gen流程 |
| 2.8.3 流动求解程序TurboSim(un)流程 |
| 2.8.4 TurboSim(un)并行方法 |
| 2.9 小结 |
| 第三章 非结构网格流场模拟校验 |
| 第一部分 数值方法基础校验 |
| 3.1 激波管流动 |
| 3.1.1 案例介绍 |
| 3.1.2 计算设置 |
| 3.1.3 结果与分析 |
| 3.2 平板层流流动 |
| 3.2.1 案例介绍 |
| 3.2.2 计算设置 |
| 3.2.3 结果与分析 |
| 3.3 平板湍流流动 |
| 3.3.1 案例介绍 |
| 3.3.2 计算设置 |
| 3.3.3 结果与分析 |
| 3.4 圆柱绕流 |
| 3.4.1 案例介绍 |
| 3.4.2 计算设置 |
| 3.4.3 结果与分析 |
| 第二部分 叶轮机流场计算校验 |
| 3.5 Goldman涡轮叶栅 |
| 3.5.1 案例介绍 |
| 3.5.2 案例设置 |
| 3.5.3 结果与分析 |
| 3.6 NASA Rotor67 |
| 3.6.1 案例介绍 |
| 3.6.2 案例设置 |
| 3.6.3 结果与分析 |
| 3.7 NASA Stage35 |
| 3.7.1 案例介绍 |
| 3.7.2 案例设置 |
| 3.7.3 结果与分析 |
| 3.8 小结 |
| 第四章 叶轮机离散型伴随优化方法 |
| 4.1 伴随方法基础理论 |
| 4.2 离散型伴随场数值求解方法 |
| 4.3 伴随优化方法 |
| 4.3.1 目标函数 |
| 4.3.2 参数化方法 |
| 4.3.3 敏感性计算 |
| 4.3.4 优化方法 |
| 4.3.5 网格变形 |
| 4.4 TurboAdjD程序开发 |
| 4.5 叶轮机伴随优化系统开发 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 叶轮机离散型伴随优化方法验证 |
| 第一部分 外流伴随优化验证 |
| 5.1 外流机翼优化设计 |
| 5.1.1 案例介绍 |
| 5.1.2 计算与优化设置 |
| 5.1.3 优化验证 |
| 5.1.4 结果分析 |
| 第二部分 叶轮机内流伴随优化验证 |
| 5.2 Goldman涡轮叶栅 |
| 5.2.1 案例介绍 |
| 5.2.2 计算与优化设置 |
| 5.2.3 反问题验证 |
| 5.2.4 正问题模式优化 |
| 5.3 NASA Rotor67 |
| 5.3.1 案例介绍 |
| 5.3.2 计算与优化设置 |
| 5.3.2 反问题验证 |
| 5.3.4 正问题模式优化 |
| 5.4 NASA Stage35 |
| 5.4.1 案例介绍 |
| 5.4.2 计算与优化设置 |
| 5.4.3 反问题验证 |
| 5.4.4 正问题模式优化 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 内流通道全三维一体化参数化优化潜力评估 |
| 6.1 内流通道全三维一体化参数化优化趋势分析 |
| 6.2 单边膨胀喷管全三维一体化参数化优化潜力评估 |
| 6.2.1 单边膨胀喷管优化设计及其构型发展 |
| 6.2.2 原型设计 |
| 6.2.3 评估方法及设置 |
| 6.2.4 结果分析与潜力评估 |
| 6.3 GOLDMAN环形叶栅全三维一体化参数化优化潜力评估 |
| 6.3.1 评估案例 |
| 6.3.2 评估方法及设置 |
| 6.3.3 结果分析与潜力评估 |
| 6.4 NACA65叶栅全三维一体化参数化优化潜力评估 |
| 6.4.1 评估案例 |
| 6.4.2 评估方法及设置 |
| 6.4.3 结果分析与潜力评估 |
| 6.5 小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）航空发动机对转涡轮气动设计技术研究进展（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 对转涡轮技术研究现状 |
| 1.1 对转涡轮的特征和分类 |
| 1.2 对转涡轮气动设计技术 |
| 1.2.1 速度三角形分析和设计准则探讨 |
| 1.2.2 对转涡轮流动机制研究 |
| 1.2.3 激波组织方法 |
| 1.2.4 收扩叶型造型方法 |
| 2 对转涡轮技术面临的挑战 |
| 3 结论和展望 |
（9）对转涡轮气动优化设计及其热斑效应的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 图目录 |
| 表目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 对转涡轮技术的研究进展 |
| 1.2.2 弯扭叶片研究进展 |
| 1.2.3 涡轮热斑研究进展 |
| 1.3 本文的工作 |
| 第二章 数值计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 控制方程及算法 |
| 2.2.1 基本方程 |
| 2.2.2 控制方程的空间离散 |
| 2.2.3 控制方程时间项的离散 |
| 2.2.4 湍流模型 |
| 2.2.5 初始条件和边界条件 |
| 2.3 网格生成技术 |
| 2.4 程序验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 1+1对转涡轮的气动设计及分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 气动设计 |
| 3.2.1 基本参数设计 |
| 3.2.2 S_2反问题计算 |
| 3.2.3 叶片造型 |
| 3.2.4 数值模拟及流场分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 导叶弯曲对1+1/2对转涡轮气动性能的影响研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 导叶正弯对1+1/2对转涡轮气动性能影响研究 |
| 4.2.1 对导叶总压恢复系数的影响 |
| 4.2.2 对导叶出口静压径向分布以及叶表静压分布的影响 |
| 4.2.3 对导叶出口气流角的影响 |
| 4.2.4 对等熵效率的影响 |
| 4.3 导叶反弯对1+1/2对转涡轮气动性能的影响研究 |
| 4.3.1 对高压级导叶恢复系数的影响 |
| 4.3.2 对导叶出口静压径向分布以及叶表静压分布的影响 |
| 4.3.3 对导叶出口气流角的影响 |
| 4.3.4 对等熵效率的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 热斑对1+1/2对转涡轮气动性能与热负荷的影响研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数值计算方法 |
| 5.3 对导叶流场和热负荷的影响 |
| 5.3.1 流场马赫数的变化 |
| 5.3.2 出口静压以及叶表静压分布的变化 |
| 5.3.3 出口气流角的变化 |
| 5.3.4 壁面极限流线以及出口径向速度的变化 |
| 5.3.5 总压恢复系数的变化 |
| 5.3.6 叶表与端壁热负荷的变化 |
| 5.4 对高压转子流场和热负荷的影响 |
| 5.4.1 进口相对气流角的变化 |
| 5.4.2 流场马赫数的变化 |
| 5.4.3 叶表静压分布的变化 |
| 5.4.4 壁面极限流线的变化 |
| 5.4.5 出口截面径向速度及涡量的变化 |
| 5.4.6 出口气流角的变化 |
| 5.4.7 叶片及端壁热负荷的变化 |
| 5.5 对低压转子流场和温度场的影响 |
| 5.5.1 进口相对气流角的变化 |
| 5.5.2 流场马赫数的变化 |
| 5.5.3 通道内涡系的变化 |
| 5.5.4 叶表静压分布的变化 |
| 5.5.5 出口气流角的变化 |
| 5.5.6 叶片表面及端壁热负荷的变化 |
| 5.6 对高低压级性能的影响 |
| 5.6.1 出功和载荷系数的变化 |
| 5.6.2 效率的变化 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 结论及展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 主要符号对照表 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
| 攻读学位期间发表的论文及研究成果 |
| 致谢 |
（10）基于流动控制的无导叶对转涡轮性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 图目录 |
| 表目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 对转涡轮技术研究进展 |
| 1.2.2 叶轮机械中流动控制技术的应用 |
| 1.2.3 涡轮中冷却气体与主流掺混的研究进展 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 数值计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 控制方程及算法 |
| 2.2.1 基本方程 |
| 2.2.2 计算方法 |
| 2.2.3 湍流模型 |
| 2.2.4 初始条件和边界条件 |
| 2.3 网格生成技术 |
| 2.4 程序的校验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 实验装置和数据处理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验装置 |
| 3.2.1 实验风洞 |
| 3.2.2 叶栅几何参数、冷气供给装置及测量条件 |
| 3.2.3 探针及校准 |
| 3.2.4 测点布置 |
| 3.2.5 数据采集系统 |
| 3.2.6 流场显示技术 |
| 3.3 实验分析方法 |
| 3.3.1 叶栅坐标系统 |
| 3.3.2 数据处理公式 |
| 3.3.3 误差分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 高压动叶吸力面凸台对无导叶对转涡轮性能影响的数值研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算模型及边界条件 |
| 4.3 高压动叶吸力面凸台对无导叶对转涡轮性能的影响 |
| 4.4 高压动叶吸力面凸台对无导叶对转涡轮流场的影响 |
| 4.4.1 高压动叶出口气动参数的对比分析 |
| 4.4.2 高压动叶吸力面极限流线的对比分析 |
| 4.4.3 高压动叶流道内流场的对比分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 可调高压导叶对1+1/2对转涡轮性能影响的数值研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算模型及边界条件 |
| 5.3 可调高压导叶对涡轮性能的影响 |
| 5.3.1 可调高压导叶对涡轮流量的影响 |
| 5.3.2 可调高压导叶对涡轮效率的影响 |
| 5.3.3 可调高压导叶对涡轮功量的影响 |
| 5.3.4 可调高压导叶对涡轮各排进出口气流角的影响 |
| 5.4 可调高压导叶对涡轮流场的影响 |
| 5.4.1 高压导叶流场的对比分析 |
| 5.4.2 高压动叶流场的对比分析 |
| 5.4.3 低压动叶流场的对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 冷气喷射对缩放型流道涡轮叶栅性能影响的数值研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 计算模型及边界条件 |
| 6.3 冷气喷射对缩放型流道涡轮叶栅性能的影响 |
| 6.3.1 冷气喷射对叶栅总体性能的影响 |
| 6.3.2 叶栅出口能量损失系数分布 |
| 6.4 冷气喷射对缩放型流道涡轮流场的影响 |
| 6.4.1 叶栅流道内马赫数分布 |
| 6.4.2 叶表静压分布 |
| 6.4.3 出口平均参数的分布 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 冷气喷射对缩放型流道涡轮叶栅性能影响的实验研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 无冷气喷射时缩放型流道涡轮叶栅性能研究 |
| 7.2.1 攻角对叶栅性能的影响 |
| 7.2.2 压比对叶栅性能的影响 |
| 7.2.3 叶栅流场显示结果 |
| 7.3 有冷气喷射时缩放型流道涡轮叶栅性能研究 |
| 7.3.1 叶表静压分布 |
| 7.3.2 端壁静压分布 |
| 7.3.3 叶片尾迹分布 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 结论及展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 研究展望 |
| 主要符号对照表 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表的学术论文 |
| 学术论文 |
| 奖励 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、1+1/2对转涡轮用出口超音叶栅设计与试验（论文参考文献）
- [1]高反力度1+1/2对转涡轮复杂波系与泄漏流动研究[D]. 万广阳. 哈尔滨工业大学, 2021
- [2]对转压气机尾迹涡迁移对叶顶泄漏流影响机制研究[D]. 徐强仁. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2020(08)
- [3]对转气冷涡轮数值计算技术研究[D]. 李云朋. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [4]跨声速涡轮冷气喷射与激波相互影响的研究与应用[D]. 王宇峰. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [5]高负荷局部进气涡轮流动特性与性能研究[D]. 陈帝云. 大连海事大学, 2018(05)
- [6]1+1/2级超跨声对转涡轮气动性能试验及分析[J]. 吴中野,方祥军,刘思永,马广健. 航空学报, 2018(09)
- [7]叶轮机气动外形离散型伴随优化系统开发与研究[D]. 宋红超. 北京理工大学, 2017(02)
- [8]航空发动机对转涡轮气动设计技术研究进展[J]. 周琨,邹正平,刘火星,王雷. 科技导报, 2012(15)
- [9]对转涡轮气动优化设计及其热斑效应的研究[D]. 乔加飞. 中国科学院研究生院（工程热物理研究所）, 2012(10)
- [10]基于流动控制的无导叶对转涡轮性能研究[D]. 雒伟伟. 中国科学院研究生院（工程热物理研究所）, 2012(10)