用于畸变条件下非轴对称静叶研究的扇形叶栅气动设计的任务书.docx

用于畸变条件下非轴对称静叶研究的扇形叶栅气动设计的任务书
任务书
1.背景
在实际工程设计中，静叶作为气动部件的重要组成部分具有广泛的应用，特别是在涉及到流动运动和风力能量转化的领域中。但是，常规轴对称静叶的气动性能往往难以满足复杂应用场景下的要求，因此非轴对称静叶的研究变得愈加重要和迫切。另一方面，大量实践证明，静叶翼型的形状和几何结构对气动性能和流动特性起着至关重要的作用，因此正确的翼型设计对实现理想的流动目标具有决定性作用。
2.任务描述
本次任务旨在研究非轴对称条件下静叶的气动性能及其翼型设计优化。具体研究任务包括：
（1）基于转子叶片设计理论和三维空间网格模型，建立扇形叶栅模型；
（2）数值模拟非轴对称条件下静叶在不同安装位置和进气角度下的流动特性及气动性能；
（3）结合实验数据对数值模拟进行验证和校准，并对数值模拟进行翼型设计优化；
（4）分析非轴对称条件对静叶气动性能和流动特性的影响，并研究非轴对称翼型对气动性能的影响；
（5）根据研究结果提出进一步优化建议和实践建议。
3.研究内容
（1）建立扇形叶栅模型
本研究将以扇形叶栅为研究对象，并通过三维空间网格模型对其进行建模和分析。研究要求基于转子叶片设计理论对扇形叶栅进行几何建模，并对其进行精细化的空间网格设计和优化。
（2）数值模拟非轴对称静叶的流动特性和气动性能
在建立好扇形叶栅模型后，将采用计算流体力学（CFD）方法对非轴对称静叶在不同安装位置和进气角度下的流动特性和气动性能进行数值模拟。研究要求对不同条件下的流速、静叶间距、进气角等工况进行设置和模拟，并对模拟结果进行对比分析。
（3）验证和校准数值模拟
为了保证数值模拟结果的准确性，对数值模拟进行验证和校准变得至关重要。在数值模拟的同时，将通过实验数据对模拟结果进行验证和校准，并对模拟结果进行预测性能评估（RPE）分析。
（4）研究非轴对称条件对气动性能和流动特性的影响
通过对数值模拟和实验结果的对比分析，将研究非轴对称条件对静叶气动性能和流动特性的影响，并总结出非轴对称条件下的纠偏算法和优化设计方法。
（5）提出进一步优化建议和实践建议
根据研究结果，将提出进一步优化建议和实践建议，以实现静叶气动性能的最佳化和实际生产中的有效应用。
4.研究时间和进度
本研究的时间周期为12个月。详细的研究进度如下：
（1）前三个月：建立扇形叶栅模型，设计三维空间网格，进行非轴对称情况下的数值模拟。
（2）第四到六个月：进行实验数据的采集和校准，进行数值模拟结果的预测性能评估。
（3）第七到九个月：对综合分析数值模拟和实验结果，研究非轴对称条件下的静叶气动性能和翼型设计。
（4）第十到十一个月：总结出非轴对称条件下的优化设计方法和纠偏算法，提出进一步实践建议。
（5）第十二个月：撰写研究报告，准备论文及相关专利申请。
5.研究要求
（1）具有较强的数值模拟和实验研究背景。
（2）精通计算流体力学（CFD）方法和空气动力学原理。
（3）熟悉静叶的设计和翼型优化方面的理论知识和实践经验。
（4）了解扇形叶栅和非轴对称状况的相关知识和经验。
（5）具有良好的团队合作精神和独立思考能力。
6.研究成果评估
根据研究报告的质量和研究成果的实际应用价值，评估研究成果的好坏和完成情况。
7.经费预算
本次研究经费预算为60万人民币，其中包括人员、设备、材料、实验耗材等各方面支出。
8.参考文献
[1]刘怀仲,赵兵.静叶翼型气动设计[M].科学出版社,2019.
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[4]李志权,陈兴军,莫伯波.非轴对称马赫数情况下湍流流动控制气动表面研究[J].航空科学与技术,2016,27(2):17-20.