盒式 喷管 可调 叶栅防颤振 优化设计与验证

随着航空工业对航空发动机需求的提高，发动机设计时叶片类结构向着厚度变薄、 增压比增大、 非定常气动 负荷 增加 方向 逐步发展，叶片颤振问题 更加 突出。 发动机叶片类结构颤振涉及到结构动力学 和气动弹性力学，多发生于大展弦比、小刚度叶片中，可在极短时间内造成叶片疲劳断裂失效 [1] 。在航空发动机、燃气轮机等转静子叶片中，由于对高性能、轻量化的需求、叶片的气弹稳定性 进一步恶化，导致 叶片颤振发生的危险性日益严重。 国内外 学者针对 叶片颤振问题开展了 相关研究 [2-4]，目前有了很多预测叶片颤振问题的方法， 主要方法包括 经验法（ 单参数法、双参数和 三参数法 ）、 气体动力学模型法 、结构力学方法 以及流固耦合方法等[5-7]。随着计算流体力学的不断发展， 基于CFD 技术的颤振预测方法开始得到应用，比如能量法 和时域法等[8]。在发动机设计中，能量法和 流固 耦合方法因其计算量大而难以应用于叶片的气动设计阶段 。参数法因为简单、高效，并且能够利用试验数据进行验证，在工程上得到了较多 的应用。
盒式喷管不同于传统喷管，采用了圆转方机匣 +可调叶栅方案，负责将气流加速到完全膨胀状态并 进行出口气流角度调节。由于圆转方机匣结构的特点，气流 由圆形段过度到方形段，使得喷管流动特性较为复杂，在设计初期阶段，出现了由于颤振而导致的叶栅断裂问题。
本文主要 应用 有限元 方法 和 CFD 方法 对叶珊振动 特性 与盒式 喷管 流动 特性 进行 了研究， 基于参数法对叶栅进行 了颤振 评估， 确定了叶珊断裂问题原因 并根据 评估 结果 开展 流场 优化 和叶珊 结构 优化 。在后续试验考核中，验证了改进措施的有效性。
#生活手记##军事##微博兴趣创作计划##热点观点##军事图鉴[超话]#