一种用于控制气流分离的叶片吸力面凹槽的设计方法

摘要

本发明提出了一种用于控制气流分离的叶片吸力面凹槽设计方法。首先，确定凹槽起始点初始位置、凹槽在叶片吸力面型线上的初始投影长度和描述凹槽曲线的初始函数方程；其次采用遗传算法对凹槽进行优化，以凹槽起始点位置，凹槽在叶片吸力面型线上的投影长度和描述凹槽曲线的函数方程作为优化变量，以叶栅通道的静压升、总压恢复系数、总压系数和气流转折角作为遗传算法中适应度函数的变量，以使适应度函数达到最大值的优化变量组合作为凹槽的造型参数。本发明可以明显的改善叶栅通道内的流动情况，减小甚至消除通道内的气流分离区，提高通道的效率和总压恢复系数，降低通道的损失系数，改善基元叶型的大攻角特性，扩大基元叶型的可用攻角范围。

主权项

一种用于控制气流分离的叶片吸力面凹槽的设计方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：确定凹槽起始点初始位置、凹槽在叶片吸力面型线上的初始投影长度和描述凹槽曲线的初始函数方程；所述凹槽起始点初始位置处于分离区发展阶段在叶片吸力面上的投影范围内，所述分离区发展阶段在叶片吸力面上的投影范围为：在叶片相应进口马赫数和临界攻角条件下，吸力面上附面层分离点后的一段区域，该段区域的型线长度不超过原始叶片吸力面型线长度的40%；所述凹槽在原始叶片吸力面型线上的初始投影长度不超过原始叶片吸力面型线长度的20%；初始凹槽曲线由任意函数形式的单段或多段的曲线或折线组成，且要求凹槽曲线只在两端端点处与叶片吸力面型线光滑连接，连接处一阶导数连续；步骤2：采用遗传算法对凹槽进行优化，以凹槽起始点位置，凹槽在叶片吸力面型线上的投影长度和描述凹槽曲线的函数方程作为优化变量，凹槽起始点位置的变化范围为分离区发展阶段在叶片吸力面上的投影范围，凹槽在叶片吸力面型线上的投影长度的变化范围为原始叶片吸力面型线长度的20%，描述凹槽曲线的函数方程的边界条件为凹槽曲线只在两端端点处与叶片吸力面型线光滑连接，连接处一阶导数连续；计算叶栅通道的流场特性，以叶栅通道的静压升、总压恢复系数、总压系数和气流转折角四个参数中的一个以上参数作为遗传算法中适应度函数的变量，得到使适应度函数达到最大值的优化变量组合作为凹槽的造型参数。