随着计算机技术和计算流体动力学的发展,结合现代优化理论,采用全三维CFD方法进行汽轮机通流部分气动优化的工作得以实现。开展了工业汽轮机大负荷调节级叶型优化的工作。优化获得2个候选高效叶型A3_opt和A5_opt。在某台实例汽轮机机组上进行应用验证,结果表明:通流效率在广泛的负荷变化范围内均有提高,提高范围为1. 1%~5. 5%;随着调节级负荷的增加,调节级效率增益不断提高;在调节级负荷增大到一定程度后,随着调节级负荷的进一步增大,效率增益稍微降低。应用实例表明,所研究的优化方法、优化策略和优化获得的大负荷调节级动叶叶型是成功的。

1 前言著名的儒科夫斯基翼型(以下简称儒氏翼型)已创立九十多年了,它在流体力学教科书中早有充分论述.

为了提高叶片叶型设计效率,提出一种透平叶片反向参数化设计方法,针对已有叶型文件反向提取叶片参数化方法中的相关设计参数获得基本复现的叶型轮廓,并根据提取的叶型关键参数调整叶型设计、进一步提升叶片性能。通过对比,新获得叶型能够准确掌握基准叶型的关键设计参数,并能够以基准数据的方式表达,对指导下一步提升叶型气动性能提供有益支持。同时,调整叶型反向参数化所获得关键参数应用于叶型优化后,能够获得气动性能提升明显的优化叶型,叶型损失明显下降、级总总效率得到显著提升。

随着计算机技术和计算流体动力学的发展，采用全三维CFD方法结合现代优化理论进行汽轮机通流部分气动优化的工作得以实现。开展了高效压力级叶型优化的工作，获得了多个候选高效叶型，相比于原始叶型效率提升明显，并且具有很好的变工况特性。在此基础上，开展了优化叶型的叶栅吹风实验工作，实验结果表明，在实验工况的广泛变化范围内，优化叶型总压损失系数较原始叶型降低1%左右，表明此优化方法和高效叶型的优化工作是成功的。研究成果可为透平机械其他叶型优化提供参考。

为了探究低雷诺数Re下粗糙度Ra对一高亚声速压气机叶型气动性能的影响,在其吸力面布置三种粗糙度分布,每种分布对应15种粗糙度大小。在Re=1.5×10^5时,利用数值模拟手段详细对比了不同粗糙度分布及大小下压气机叶片吸力面边界层分离、转捩规律,揭示了低Re下粗糙度调控压气机叶型边界层发展特性的机理。研究表明,三种粗糙度分布下,叶型损失随粗糙度大小的变化趋势类似。在转捩粗糙区,吸力面分离泡"位移效应"对叶型性能的不利影响随粗糙度增大而被抑制乃至完全消除,Ra=157μm时叶型损失最大分别降低10.16%,16.4%,15.58%;在完全粗糙区,随粗糙度进一步增大,强烈的湍流耗散作用反而致使叶型性能不断下降。在整个粗糙度大小范围内,粗糙度布置在吸力面前缘到转捩点之间时对边界层调控效果较好,能够较大限度地提升低Re下压气机叶型的气动性能。

不同形式的参数化曲线由于曲率特征不同,使得构造的压气机二维叶型几何存在差异,进而影响压气机叶片气动性能。针对二维叶型MAN GHH 1-S1,分别采用贝塞尔曲线、多项式曲线、曲率积分曲线构造叶型中弧线,并通过数值模拟,讨论中弧线参数化曲线形式对叶栅性能的影响规律。研究结果表明:曲率积分方案的改型叶栅能有效降低各攻角工况的叶型损失,并且拓宽攻角适应性范围。

采用NUMECA商业软件对某两级涡轮叶型超差前后的叶栅进行了数值计算,分析对比了叶型超差前后的涡轮叶栅的气动特性,为涡轮叶片的设计及加工制造提供有意义的技术参考。

本文以任意旋成面叶栅C类杂交命题矩函数型的变分原理为基础，提供了一种能同时考虑气动、强度和制造工艺等多种性能要求的新的风机叶片设计方法。对于给定的叶片厚度分布和吸力面上的设计压力或速度分布，应用本文方法可求得满足设计要求的叶片几何形状和叶栅流场。

对重燃压气机第七级静叶根、中、顶3个截面的叶型进行了气动性能吹风实验。实验结果表明：叶型损失的主要部分由叶型吸力边的扩压流动产生，合理选择叶型吸力边扩压段的长度与沿扩压段的扩压速率，能够减少叶型损失。在不同冲角下各型面叶型都具有良好的气动特性。

1 前言 著名的儒科夫斯基翼型(以下简称儒氏翼型)已创立九十多年了，它在流体力学教科书中早有充分论述。液力变矩器的发明也有大体相同的历史，但从未见将儒氏翼型用于液力变矩器叶型设计的构想。该翼型具有钝厚的前缘和尖锐的后缘，前者符合各种叶型设计的要求，后者则是任何类型流体机械都不允许的。此外，儒氏翼型的转角按等曲率规律进行，这也不符合常规液力变矩器叶型设计的要求。传统叶型的设计方法为圆弧加其它曲线连接而成，在连接点处曲率是不连续的。为提高叶型的流体动力学性能且又是可解析的，于是想到了将儒氏翼型加以改进，探讨其用于液力变矩器叶型设计的可能性。在对儒氏翼型的构造和特性进行分析之后发现，只要对它进行一定的技术处理，就可能符合液力变矩器叶型设计的要求。并且发现，该翼型特别适用...