航空学报
航空學報
항공학보
ACTA AERONAUTICA ET ASTRONAUTICA SINICA
2013年
2期
246-254
,共9页
低压涡轮%气动%声学%倾斜%单音噪声
低壓渦輪%氣動%聲學%傾斜%單音譟聲
저압와륜%기동%성학%경사%단음조성
低压涡轮既是飞机进场着陆时发动机的重要声源,也是发动机中对效率要求很高的部件之一,为了实现低压涡轮低噪声的设计目标必须同时兼顾气动性能指标.研究给出了高效低噪声低压涡轮气动-声学三维优化的思路,即首先通过计算流体力学(CFD)定常计算评估三维设计变化对气动性能的影响；然后利用非定常CFD方法与三平面压力模态匹配(TPP)方法的结合来评估其降噪的效果与非定常气动影响；最后确定最佳的设计方案.以GE-E3 (Energy Efficient Engine)低压涡轮末级为算例,数值模拟了导叶倾斜作为低压涡轮降噪措施的潜力.计算结果表明,正倾斜导叶角度小于19°时单级涡轮气动性能较直列叶栅要好,效率最大提高了0.3％.对单音噪声级的评估指出,正倾斜由于改变了导叶的尾迹特征,涡轮级噪声水平是增大的,因此不能作为有效的降噪策略.数值研究的结果表明CFD方法能够同时反映出叶片三维设计的细节变化对气动和噪声级的影响,可以作为三维气动-声学优化的手段.
低壓渦輪既是飛機進場著陸時髮動機的重要聲源,也是髮動機中對效率要求很高的部件之一,為瞭實現低壓渦輪低譟聲的設計目標必鬚同時兼顧氣動性能指標.研究給齣瞭高效低譟聲低壓渦輪氣動-聲學三維優化的思路,即首先通過計算流體力學(CFD)定常計算評估三維設計變化對氣動性能的影響；然後利用非定常CFD方法與三平麵壓力模態匹配(TPP)方法的結閤來評估其降譟的效果與非定常氣動影響；最後確定最佳的設計方案.以GE-E3 (Energy Efficient Engine)低壓渦輪末級為算例,數值模擬瞭導葉傾斜作為低壓渦輪降譟措施的潛力.計算結果錶明,正傾斜導葉角度小于19°時單級渦輪氣動性能較直列葉柵要好,效率最大提高瞭0.3％.對單音譟聲級的評估指齣,正傾斜由于改變瞭導葉的尾跡特徵,渦輪級譟聲水平是增大的,因此不能作為有效的降譟策略.數值研究的結果錶明CFD方法能夠同時反映齣葉片三維設計的細節變化對氣動和譟聲級的影響,可以作為三維氣動-聲學優化的手段.
저압와륜기시비궤진장착륙시발동궤적중요성원,야시발동궤중대효솔요구흔고적부건지일,위료실현저압와륜저조성적설계목표필수동시겸고기동성능지표.연구급출료고효저조성저압와륜기동-성학삼유우화적사로,즉수선통과계산류체역학(CFD)정상계산평고삼유설계변화대기동성능적영향；연후이용비정상CFD방법여삼평면압력모태필배(TPP)방법적결합래평고기강조적효과여비정상기동영향；최후학정최가적설계방안.이GE-E3 (Energy Efficient Engine)저압와륜말급위산례,수치모의료도협경사작위저압와륜강조조시적잠력.계산결과표명,정경사도협각도소우19°시단급와륜기동성능교직렬협책요호,효솔최대제고료0.3％.대단음조성급적평고지출,정경사유우개변료도협적미적특정,와륜급조성수평시증대적,인차불능작위유효적강조책략.수치연구적결과표명CFD방법능구동시반영출협편삼유설계적세절변화대기동화조성급적영향,가이작위삼유기동-성학우화적수단.
