第52卷第20期 2016年10月
机械工程学报
JOURNAL OF MECHANICALENGINEERING
DOI:10.3901/JME.2016.20.137
Vol.52 Oct.
叶根倒角对跨音轴流压气机气动性能的影响
高丽敏1,2蔡宇桐1,2李萍1,2李瑞宇1,2
(1.西北工业大学动力与能源学院西安710072： 2.先进航空发动机协同创新中心北京100191)
No.20 2016
摘要：为了获得叶根倒角对跨音轴流压气机气动特性影响规律，研究充分考患了加工工艺及气动影响两方面，用倒角半径及最小角度两个参数确定倒角几何。研究基于Rotor37分析倒角参数对叶片几何的影响，并从整体性能及内部流场细节两方面对转子气动特性变化进行详细分析，获得了倒角参数变化对气动性能的影响规律。研究结果表明，相对于最小角度，倒角半径是影响转子性能的主要因素：倒角的存在不仅使得叶片根部马蹄涡的分布发生改变，且影明了出口通道涡的强度和尺度，此外倒角存在改变了叶根处的压力分布，使得前缘来流附面层有所增厚，导致根部的做功能力及转子性能下降。
关键词：Rotor37：叶根倒角：刀具干涉：最小角度：数值模拟中图分类号：TG156
InfluenceofBlade-rootFilletonTransonicRotorPerformance
GAO Limin'.2CAIYutongl.2 LI Pingl2LIRuiyul.2
(1. School of Power and Energy, Northwesterm Polytechnic University, Xi'an 710072: 2. Collaborative Innovation Center of Advanced Aero-Engine, Beijing 100191)
Abstraet: Considering the influence of manufacturing and aerodynamic performance, the fillet is defined using dual-parameter(radius and minimum angle) and the research has been done to get the influence of fillet on transonic rotor performance based on Rotor37.The research firstly analysis the influence of fillet parameters on blade geometry and then shows the influence of different aaaoeeoaeaaaaeaeaaesaeea rules of fillet parameters on aerodynamic performance shows the fillet radius is the main factor in terms of rotor performance compared to minimum angle. The fillet changes the distribution of horseshoe vortex near root of blade and the scale and strength of outlet passage vortex is altered. Besides, the fillet changes the distribution of pressure near root of blade and thickened the boundary layer near the leading edge, resulting in the degradation of rotor performance and capacity of work
Key words: Rotor37: blade-root fillet; cutter interference: minimum angle; numerical simulation
略而不予考虑。在航空发动机精细化设计的需求
0前言
作为航空发动机的核心部件，压气机的性能对整台发动机的气动性能、可靠性以及经济性的影响至关重要。叶片是构成压气机的基本单元，由相邻叶片构成的通道内的流动情况决定了压气机的性能。受到结构强度与加工工艺限制，叶片实体与设计叶片之间通常存在一定的偏差，例如叶片根部通常带有一定大小的倒角，而这一结构细节对压气机气动性能的影响在早期的压气机研制中通常被忽
*国家自然科孕基金资助项目(51236006，51476132)-20151102收到初稿，
20160703收到修改稿万方数据
下，有关叶根倒角等结构细节的气动效应得到了关注。
早在1984年，DEBRUGEl对叶根倒角的影响开展了理论研究，结果表明端区倒角的存在可能会抑制流动分离。随后，有关如何利用叶根倒角控制叶片端区流动成了有关压气机设计领域的热点问题。CURLETT-的试验研究发现可控扩散叶型叶栅加入倒角后二次流和损失增大，但在双圆弧叶型叶栅的试验中结果相反：HOEGER等[3-4]的数值结果表明倒角的加入使得使扩压叶栅吸力面分离区减小甚至消失，可从原本的失速状态转成贴体流动状态：毛明明等5通过数值模拟手段分析发现倒角会