基于时域流固耦合的叶轮机械气动阻尼计算方法
叶轮机械气动弹性问题实际是流固耦合问题,所以,相比流固解耦的气动弹性分析方法,流固耦合分析更符合物理实际.文中通过对叶片各节点加载不同的激振力,实现叶片不同模态的振动,进而基于时域推进的流固耦合方法以及自由振动阻尼求解的对数衰减思想,发展了求解叶轮机械叶片不同模态气动阻尼的方法,该方法通过求解叶片在真空及流场中的响应来获得气动阻尼.以跨声速压气机颤振实验转子为研究对象,计算该转子的气动性能和叶片模态,和实验数据吻合较好;基于一弯及二弯模态激振力,详细介绍了该方法求解不同模态气动阻尼的方法;比较了流固耦合计算中不同的机械阻尼对气动阻尼结果的影响,发现除了最大的机械阻尼,都能获得基本一致的气动阻尼结果,说明在流固耦合计算中,机械阻尼太大会影响气动弹性稳定性的预测;通过比较不同激振力幅值对叶片响应位移,叶片非气动阻尼及气动阻尼的影响,发现流动非线性对叶片气动阻尼有显著的影响;最后通过180°叶片间相角条件下的气动阻尼计算介绍了该方法对于处理非零叶片间相角气动阻尼的适用性,并和0°叶片间相角条件结果进行了比较,发现180°叶片间相角气动阻尼均高于0°叶片间相角.
航空发动机 叶轮机械 气动阻尼 振动模态 流固耦合
杨晓东 侯安平 李漫露
北京机电工程研究所,北京 100074 北京航空航天大学 能源与动力工程学院航空发动机气动热力国家科技重点实验室,北京 100191 中航空天发动机研究院有限公司,北京,101304
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2015-08-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）