免费论文：基于时间推进通流的双涵道风扇/压气机气动设计方法探索

通流设计在风扇/压气机的初始设计中一直起着很重要的作用。随着人们对叶轮机关键性能参数要求的日益提高，某些流动的轴向马赫数局部已突破音速，而传统流线曲率通流设计方法不能适应流动轴向速度由超音变为亚音的要求。本文将发展一种时间推进通流设计方法，该种方法解决了流线曲率法等通流方法所不能解决的方程类型混合的困难，因而能够用来进行轴向速度由超音变为亚音的风扇/压气机的设计。首先由非定常三维无粘气动方程组，进行通道平均得到了时间推进通流气动方程组，并确定求解方程组所需的定解条件。采用了微元中心，有限体积法进行空间离散，五步龙格-库塔进行时间积分，从而顺利进行S2流面的求解。时间推进方法可以在求解域任意设定计算站。通过在流动变化激烈区域，如在激波区，叶片尖部区域和轮毂附近加密计算站，可以得到该区域的更细致的流动情况。这样，时间推进方法可以对流场参数进行更细致的设计。另外，时间推进方法可以减少设计过程中对于经验参数的依赖。本文先发展了单涵时间推进通流设计程序，然后通过两级跨音风扇和四级跨音高压压气机两个算例，对此进行检验，最后在单涵程序的基础上又发展了双涵时间推进通流设计程序，利用该程序粗略进行了一双涵的气动设计。结果表明，时间推进通流方法，解决了流场由轴向超音变为轴向亚音时所产生的方程类型混合问题。对于双涵风扇/压气机，采用时间推进通流方法，结合已有的设计经验，有望得到合理的设计。

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