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高压涡轮动叶前缘新型几何特征对流场结构影响研究
摘要
高压涡轮动叶前缘的几何特征对其流场结构有着重要的影响。本文以高压涡轮动叶前缘的新型几何特征为研究对象，分别从几何特征的设计理论出发和流场结构的数值模拟两个方面进行分析。
首先，本文通过分析几何特征的设计理论，得出了高压涡轮动叶前缘的新型几何特征可以提高流场的均匀性和动量扰动能的分布，从而降低了流场中的气动噪声和振动。其次，本文使用ANSYSFluent对新型几何特征和传统几何特征的高压涡轮动叶前缘进行了数值模拟，发现新型几何特征可以显著地改善流场的结构，增加流场中的动量扰动能，提高气动效率。同时，新型几何特征还能够抑制流场中的驻涡，并且在涡切线方向上具有更明显的加速作用，从而提高了涡轮的转速和效率。
综上，本文的研究结果表明，高压涡轮动叶前缘的新型几何特征可以显著地改善流场结构，提高气动效率和涡轮转速，同时减少气动噪声和振动。这对于改善涡轮的工作性能和优化整个喷气发动机的性能具有重要的意义和价值。
关键词：高压涡轮动叶前缘；新型几何特征；流场结构；数值模拟；气动效率
Abstract
Thegeometricfeaturesofhigh-pressureturbinerotorbladesgreatlyaffecttheflowfieldstructure.Thispapertakesthenewgeometricfeaturesofhigh-pressureturbinerotorbladeleadingedgeastheresearchobject,andanalyzesitfromthedesigntheoryofgeometricfeaturesandnumericalsimulationofflowfieldstructure.
Firstly,thedesigntheoryofgeometricfeaturesisanalyzed,anditisfoundthatthenewgeometricfeaturesofhigh-pressureturbinerotorbladeleadingedgecanimprovetheuniformityoftheflowfieldandthedistributionofmomentumperturbationenergy,therebyreducingtheaerodynamicnoiseandvibrationintheflowfield.Secondly,ANSYSFluentisusedtoperformnumericalsimulationsonthehigh-pressureturbinerotorbladewithnewandtraditionalgeometricfeatures,anditisfoundthatthenewgeometricfeaturescansignificantlyimprovetheflowfieldstructure,increasethemomentumperturbationenergyintheflowfield,andimprovetheaerodynamicefficiency.Atthesametime,thenewgeometricfeaturescansuppressthestagnationvortexintheflowfield,andhasamoreobviousaccelerationeffectinthevortextangentdirection,therebyimprovingtheturbinespeedandefficiency.
Insummary,theresearchresultsofthispapershowthatthenewgeometricfeaturesofhigh-pressureturbinerotorbladeleadingedgecansignificantlyimprovetheflowfieldstructure,increasetheaerodynamicefficiencyandturbinespeed,andreducetheaerodynamicnoiseandvibration.Thisisofgreatsignificanceforimprovingtheworkingperformanceoftheturbineandoptimizingtheperformanceoftheentirejetengine.
Keywords:high-pressureturbinerotorbladeleadingedge;newgeometricfeatures;flowfieldstructure;numericalsim