航空学报
航空學報
항공학보
ACTA AERONAUTICA ET ASTRONAUTICA SINICA
2012年
2期
242-248
,共7页
苏丹%张伟伟%张陈安%叶正寅
囌丹%張偉偉%張陳安%葉正寅
소단%장위위%장진안%협정인
颤振%计算流体力学%降阶模型%系统辨识%叶轮机%气动弹性
顫振%計算流體力學%降階模型%繫統辨識%葉輪機%氣動彈性
전진%계산류체역학%강계모형%계통변식%협륜궤%기동탄성
为了快速获得不同刚度的叶轮机叶片颤振特性,提出了一种基于系统辨识技术的叶片排非定常气动力建模方法,分析了叶片气动阻尼随叶间相角差和固有频率的变化特性.该方法通过对多叶片通道的某一叶片单独施加一个扫频振动信号,求解一次非定常流场,得到叶片排上每个叶片的气动力响应,通过系统辨识,获得每个叶片的气动力频率响应.根据小扰动流的叠加原理,得到扫频范围内各固有频率下的叶片排所有叶片共同激励的气动力模型,由此进一步得到各个不同固有频率的所有叶间相角差下的气动阻尼.针对STCF4 (Standard Test Configuration 4)算例,该方法的计算结果与直接采用计算流体力学(CFD)方法和直接采用谐振信号的降阶方法(ROM)得到的气动阻尼系数吻合得很好.该方法只需进行一次非定常CFD计算就能得到扫频范围内不同固有频率下的气动阻尼特性曲线,极大地提高了计算效率,方便了叶轮机设计初期的气动弹性稳定性参数分析.
為瞭快速穫得不同剛度的葉輪機葉片顫振特性,提齣瞭一種基于繫統辨識技術的葉片排非定常氣動力建模方法,分析瞭葉片氣動阻尼隨葉間相角差和固有頻率的變化特性.該方法通過對多葉片通道的某一葉片單獨施加一箇掃頻振動信號,求解一次非定常流場,得到葉片排上每箇葉片的氣動力響應,通過繫統辨識,穫得每箇葉片的氣動力頻率響應.根據小擾動流的疊加原理,得到掃頻範圍內各固有頻率下的葉片排所有葉片共同激勵的氣動力模型,由此進一步得到各箇不同固有頻率的所有葉間相角差下的氣動阻尼.針對STCF4 (Standard Test Configuration 4)算例,該方法的計算結果與直接採用計算流體力學(CFD)方法和直接採用諧振信號的降階方法(ROM)得到的氣動阻尼繫數吻閤得很好.該方法隻需進行一次非定常CFD計算就能得到掃頻範圍內不同固有頻率下的氣動阻尼特性麯線,極大地提高瞭計算效率,方便瞭葉輪機設計初期的氣動彈性穩定性參數分析.
위료쾌속획득불동강도적협륜궤협편전진특성,제출료일충기우계통변식기술적협편배비정상기동력건모방법,분석료협편기동조니수협간상각차화고유빈솔적변화특성.해방법통과대다협편통도적모일협편단독시가일개소빈진동신호,구해일차비정상류장,득도협편배상매개협편적기동력향응,통과계통변식,획득매개협편적기동력빈솔향응.근거소우동류적첩가원리,득도소빈범위내각고유빈솔하적협편배소유협편공동격려적기동력모형,유차진일보득도각개불동고유빈솔적소유협간상각차하적기동조니.침대STCF4 (Standard Test Configuration 4)산례,해방법적계산결과여직접채용계산류체역학(CFD)방법화직접채용해진신호적강계방법(ROM)득도적기동조니계수문합득흔호.해방법지수진행일차비정상CFD계산취능득도소빈범위내불동고유빈솔하적기동조니특성곡선,겁대지제고료계산효솔,방편료협륜궤설계초기적기동탄성은정성삼수분석.
