针对某型号燃气轮机径向排气扩压器支撑保护罩气动特性问题,基于保护罩原气动型线,结合NACA翼型对其进行了优化,并设计了两种新的气动外形。采用稳态和瞬态数值模拟的方法研究了配有10%、50%、90%这3种不同支撑保护罩的排气扩压器径向高度横截面的马赫数分布,支撑保护罩下游的总压损失系数,排气扩压器的静压分布、静压恢复系、通道涡、出口静熵以及透平末级静叶、动叶尾迹对排气扩压器静压恢复系数的影响。稳态研究结果表明:新设计的两种支撑保护罩气动外形延迟了保护罩表面气流分离,其下游总压损失系数降低,排气扩压器静压恢复系数有明显提升;瞬态研究结果表明:透平末级静叶和动叶尾迹对径向排气扩压器静压恢复系数影响较小。

为优化液压集成块流道工艺参数,在单因素分析基础上,选择流道交连形式、直径、刀尖角伸出比为自变量,以总压损失系数为响应值,运用Box-Benhnken Design（BBD）法设计了3因素3水平响应面设计试验。以ANSYS FLUENT12.0软件为工具对集成块内部流道的三维流场进行了数值仿真计算。结果表明,BBD方法预测的总压损失系数与实际仿真结果吻合良好,验证了不同速度工况下直角转弯流道最佳因素水平取值具有相似性。最优参数组合为交连形式b、流道直径14.64mm以及刀尖角伸出比67.53%,与最不利因素水平相比,总压损失下降11.15%,如采用圆弧过渡直角转弯流道,总压损失则可降低64.57%,这为集成块流道参数优化指明了方向。