一种低压涡轮气动噪声耦合设计方法技术

技术编号:43468712 阅读:17 留言:0更新日期:2024-11-27 13:06
本发明专利技术公开了一种低压涡轮气动噪声耦合设计方法,包括涡轮一维耦合设计、二维耦合设计和三维耦合设计三个步骤,本发明专利技术分别在涡轮气动设计的一维、二维和三维气动设计阶段,引入噪声评估流程,实现在不同气动设计阶段对涡轮气动噪声进行评估,通过在不同气动设计阶段,通过气动和噪声的迭代设计,实现全设计流程的气动‑噪声耦合设计,从而同时达到气动和噪声设计指标要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空发动机涡轮气动设计,更具体的说是涉及一种低压涡轮气动噪声耦合设计方法


技术介绍

1、发展可靠、高效、低噪声的发动机是航空工业不懈的追求。低压涡轮作为航空发动机核心部件之一,其气动设计问题始终是贯穿航空发动机设计、制造的核心问题。目前,随着航空发动机风扇和喷流噪声得到大幅控制,涡轮噪声问题逐渐凸显,并日益受到关注。如何通过气动声学设计,从源头上降低声源强度,降低涡轮气动噪声源的声辐射强度,控制气动噪声的传播等,也是涡轮设计研制的重要内容和关键技术之一。

2、多级低压涡轮是民用涡扇发动机的关键部件之一,对其经济性、环境友好性等性能指标有至关重要的影响。目前,民用涡扇发动机的涵道比不断提高,给低压涡轮带来了一系列棘手的技术问题,常规布局的大涵道比涡扇发动机低压涡轮级数不断增加(4-7级),低压涡轮叶片数显著增多(单排叶片甚至超过150个),最终导致低压涡轮成为发动机质量最大、且制造和维护成本昂贵的部件,在大涵道比涡扇发动机中,低压涡轮可占至发动机总重的30%左右,生产成本可占发动机总制造成本的15%左右。为了达到降低发动机乃至整架本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种低压涡轮气动噪声耦合设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种低压涡轮气动噪声耦合设计方法,其特征在于,步骤1)确定速度三角形具体过程包括:根据涡轮各级输出功,采用载荷系数μ、流量系数反力度Ω、轴向速比Ka以及动叶出口进口直径比这五个独立参数确定涡轮级的速度三角形。

3.根据权利要求1所述的一种低压涡轮气动噪声耦合设计方法,其特征在于,步骤1)确定子午流道具体过程包括:低压涡轮进口总参数由设计方案给定,根据经验预估或采用损失模型估算涡轮各级效率,可逐级得到低压涡轮各级出口总温和总压参数,涡轮级进口总参数由上一级涡轮出口确定,除第一级...

【技术特征摘要】

1.一种低压涡轮气动噪声耦合设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种低压涡轮气动噪声耦合设计方法,其特征在于,步骤1)确定速度三角形具体过程包括:根据涡轮各级输出功,采用载荷系数μ、流量系数反力度ω、轴向速比ka以及动叶出口进口直径比这五个独立参数确定涡轮级的速度三角形。

3.根据权利要求1所述的一种低压涡轮气动噪声耦合设计方法,其特征在于,步骤1)确定子午流道具体过程包括:低压涡轮进口总参数由设计方案给定,根据经验预估或采用损失模型估算涡轮各级效率,可逐级得到低压涡轮各级出口总温和总压参数,涡轮级进口总参数由上一级涡轮出口确定,除第一级进口外,将上一级涡轮出口尺寸作为下一级涡轮进口尺寸,设定第一级涡轮进口轴向马赫数m0和中径,从而得到涡轮进口轮毂和机匣尺寸;利用各涡轮级动叶出口进口直径比得到动叶进口叶中截面尺寸同时认为气流通过导叶后总参数保持不变,进而求得各级动叶进口环面积以及轮毂和机匣尺寸,并且该涡轮级导叶出口尺寸等于动叶进口尺寸;最后设定各涡轮级动静叶轴向间隙尺寸和各级间轴向间隙尺寸,各涡轮级轮毂和机匣型线均有四个坐标点可以确定,分别将这两组坐标点连接起来便得到多级...

【专利技术属性】
技术研发人员:杜鹏程姚李超邹正平
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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