热能动力工程

作者：陈挺,吴亚东,徐强

单位：上海交通大学 机械与动力工程学院,,上海交通大学 机械与动力工程学院,,上海电气电站集团,

关键词：高亚音叶型;B样条曲线;多工况;自动优化;

本文在兼顾变工况性能情况下对2.5级压气机高亚音级叶片进行气动优化。采用B样条曲线对压力面和吸力面厚度(8个控制点)、中弧线(4个控制点)进行参数化拟合,同时为了减少优化变量,将压力面和吸力面各8个厚度控制点位置以及大小处理为参考点的相对值。耦合自编优化算法与S1程序分别对第一级静叶和第二级静叶的三个截面进行气动优化,优化目标综合考虑了设计点损失、80%安全工作范围损失、近失速点损失、近堵塞点损失、设计点出气角。出于强度因素以及设计难度考虑,优化时对叶型面积和最大马赫数进行约束。三个所选截面叶型完成优化后通过插值获得叶根和叶尖叶型,通过重心积叠形成三维叶片。在三维详细造型中对出口几何角进行微调,使得三维计算的出气角与原型更加匹配,并和优化前叶片一样增加相同尺寸倒圆设计。最终对优化后2.5级压气机进行设计转速特性线进行三维数值模拟,结果表明设计点效率以及堵塞流量、喘振裕度均得到提高,尤其是喘振裕度由4.8%大幅增加到13.8%。

来源：2025年第4期

《热能动力工程》期刊编辑部

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