一种叶片尾缘的波形射流方法技术

本发明专利技术涉及一种叶片尾缘的波形射流方法，属于机械装置及运输技术领域。本发明专利技术从气动手段入手，沿叶片展向各个位置开设相同的矩形缝，形成喷气射流缝，以实现实体波瓣结构的效果的机理；通过建模并对模型进行数值计算校核，最终定型尾缘射流方案，添加扰流片并控制各个扰流片开度大小（即扰流片与开缝的重合面积），加工成实际的叶片所设计波状速度分布的扰动可以起到降低风扇、压气机噪音；降低涡轮噪音，使下游涡轮叶片进口气流温度分布均匀的效果。该设计方法简单、灵活、实用，特别适用于航空/地面燃气轮机领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于机械装置及运输
。
技术介绍
应国防、经济建设发展需要，对航空/地面燃气轮机性能提出更高要求，这其中包括降低风扇/压气机噪音、提高涡轮进口温度。为了实现此要求，研究者提出了尾缘开缝喷射气流方法，并已取得成功。然而，尾缘射流后，叶片出口气流不均匀度仍然较高，减弱了其降噪、降温作用。这方面，航空燃气轮机波瓣喷管技术为进一步降低叶片出口气流不均匀度提供了借鉴思路。波瓣喷管于1970年代中期提出，该技术通过将喷管尾部边缘设计成周向周期分布的若干波瓣形状而增强喷管尾部射流与主流的掺混，减小主流与喷流速度差，降低温度，从而达到使气流均勻、降低噪声、降低红外福射的目的。例如,Bradbury、Ahuja等发现:当在喷管出口处安装小突片后，能加强尾喷流与环境气流的混合，使尾喷流的速度衰竭加快，尾喷流的核心区减短。P.K.Shumpert将波瓣强迫混合管与多种类型的混合器(如合流confluent、喷射injection、旋润发生器vortex generator)比较发现,波瓣混合器可以在很短的混合距离内使内外涵趋于均匀混合，在混合管长径比等于2时，混合效率达本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叶片尾缘的波形射流方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1，采用常规中弧线和厚度分布的方法设计原始叶型；步骤2，建模并对模型进行数值计算校核；具体方法为：步骤2.1，对步骤1设计的原始叶型建立三维数值模型，选定模型截面的尾缘圆弧中心位置开设矩形缝，然后沿叶片展向各个位置开设相同的矩形缝，形成喷气射流缝；所述矩形缝的宽与叶型中弧线垂直，矩形宽的中点位于尾缘的圆弧中心处，矩形的长边与叶型截面尾缘处的中弧线平行；矩形的最大宽度为圆弧半径的一半，长边延伸到尾缘的外边界；步骤2.2，在叶片内部任意选定n个位置点作为拟添加扰流片的位置点，拟添加扰流片的位置点位于喷气射流缝出口处且延展向均匀分布；其中n的...

【技术特征摘要】
1.一种叶片尾缘的波形射流方法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤1，采用常规中弧线和厚度分布的方法设计原始叶型； 步骤2，建模并对模型进行数值计算校核；具体方法为: 步骤2.1，对步骤I设计的原始叶型建立三维数值模型，选定模型截面的尾缘圆弧中心位置开设矩形缝，然后沿叶片展向各个位置开设相同的矩形缝，形成喷气射流缝； 所述矩形缝的宽与叶型中弧线垂直，矩形宽的中点位于尾缘的圆弧中心处，矩形的长边与叶型截面尾缘处的中弧线平行；矩形的最大宽度为圆弧半径的一半，长边延伸到尾缘的外边界； 步骤2.2，在叶片内部任意选定η个位置点作为拟添加扰流片的位置点，拟添加扰流片的位置点位于喷气射流缝出口处且延展向均匀分布；其中η的取值由设计所需添加的扰流片个数确定； 步骤2.3，将步骤2.2选定的η个拟添加扰流片的位置点依次分为s个组，2 < s < 100，初次模拟时s为任意取值，除最后一组外的各组包含位置点个数相同； 通过设定每组位置点对应尾缘开缝的射流速度大小的方法来达到模拟扰流片控制流速的效果，具体方法为:设定每组位置点中各点对应尾缘开缝的射流速度大小不同，且各组对应的尾缘开缝 的射流速度按周期分布，从而形成s个波长相同的波形；一组位置点对应一个波形周期，沿展向的射流速度及波长形成波瓣喷管外型的效果； 步骤2.4，调节步骤2.3设定的各个拟添加扰流片位置点的射流速度大小，改变波形的波幅大小，控制一个波长内的波形形状，使得波形最大...

【专利技术属性】
技术研发人员：季路成，郭鹏，马伟涛，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11