某型航空发动机压气机平面叶栅流场数值研究
                                                      郑〓丽，罗泽明
    以某型航空发动机的压气机平面叶栅为研究对象，基于Gambit软件建立叶栅模型并划分网格，采用Fluent软件，仿真计算了不同攻角时叶栅通道内流场的流动情况，比较分析了不同攻角时叶栅通道的流动特性。仿真结果对压气机的设计和改进具有一定的指导意义。


    作为航空发动机的核心部件，压气机的设计研究在整个发动机的设计中占据着重要的地位。为了提高压气机的性能，必须对叶片的型面进行优化设计,而叶片型面的优化设计必须以叶栅通道内流场研究为基础。目前，叶栅流场的研究分成平面叶栅、单级旋转叶栅和多级旋转叶栅的流场研究，一般采用平面叶栅风洞试验法和计算流体力学两种方法，它们通过互相验证，既节省时间和经费，又能取得较好的效果［1-7］。本文针对某型航空发动机压气机叶片平面叶栅，采用计算流体力学方法计算不同攻角下通道内的流场流动情况。

1计算模型
1.1计算模型和网格划分
    选取压气机的平面叶栅为研究对象。根据叶栅对上游流场影响较小、对下游流场影响较大的特点，计算区域延伸至叶栅上游1倍弦长、下游1倍弦长处，叶栅的具体型面和计算区域如图1所示。

   取其中一个叶栅通道，在Gambit软件中划分网格（如图2所示），采用四边形和三角形混合网格，并在叶栅表面、前缘和后缘进行加密处理，网格数为38 856个。

1.2控制方程和边界条件
    根据叶栅内实际流动情况，控制方程选择Navier-Stokes方程，湍流模型采用k-ε模型。模拟工质的物性条件为空气状态条件及其性质。
   边界条件设置：进口边界条件为叶栅来流处的总压、静压和来流方向，出口边界条件给定为出口背压，即大气压；叶栅前后流场侧面分别定义为周期性边界条件；叶栅壁面叶盆、叶背边界条件为光滑无滑移、绝热壁面。

2计算及结果分析
    取相同的叶栅进口总压和进口气流速度、不同的进口气流攻角进行数值模拟。.....


作者简介：
郑丽(1982—)，女，湖北黄冈人，海军航空兵学院讲师，硕士，主要研究方向为航空发动机。




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