子午擴張渦輪葉柵端部流動控制技術研究的開題報告

子午擴張渦輪葉柵端部流動控制技術研究的開題報告一、研究背景和意義渦輪是航空發(fā)動機中的重要部件，其中葉柵是渦輪的關鍵組成部分。子午擴張渦輪葉柵設計和制造的理想狀態(tài)是流動暢順、流場均勻、性能穩(wěn)定、噪聲低。然而，在葉柵端部區(qū)域，流動容易受到外界非穩(wěn)定因素的干擾，例如渦流的影響，進而導致流動控制不穩(wěn)定，影響渦輪的性能和壽命。因此，研究子午擴張渦輪葉柵端部流動控制技術，對于提高渦輪的性能、提高其使用壽命和可靠性具有重要的意義。二、研究內容和技術路線本研究將圍繞子午擴張渦輪葉柵端部流動控制技術展開研究，旨在探究如何有效的控制端部流動，提高渦輪性能和壽命。具體的研究內容包括：1.子午擴張渦輪葉柵端部流動分析和模擬：通過分析葉柵端部的流動情況，建立合理的數(shù)值計算模型，學習并掌握穩(wěn)態(tài)流動和非穩(wěn)態(tài)流動的相應數(shù)值模擬技術。2.子午擴張渦輪葉柵端部流動特性研究：通過數(shù)值模擬和實驗探究葉柵端部流動的特性，如速度場、壓力場、湍流能量、渦量等特性指標，并結合實驗結果分析及論證，得出相應的結論。3.子午擴張渦輪葉柵端部流動控制技術研究：研究發(fā)現(xiàn)，針對葉柵端部流動的控制手段主要包括不同類型的尾根、渦控制翼等手段。本研究將綜合考慮不同的控制手段，并以基于CFD數(shù)值模擬的方式進行分析和比較研究，以期找到最佳的控制方案。考慮到實際的制造工藝等證影響因素，本研究還將提出實際的應用建議和優(yōu)先方案。4.子午擴張渦輪葉柵端部流動控制技術驗證與改進：本研究不僅將在數(shù)值模擬實驗中驗證其研究成果的可行性和有效性，而且將把控制技術真正應用到子午擴張渦輪葉柵的設計中，并進行優(yōu)化調整，進一步提高渦輪的性能和使用壽命。三、預期成果和應用前景通過本研究，我們將達到有效控制葉柵端部流動的目標，實現(xiàn)渦輪的性能和壽命的提高，具體的預期成果和應用前景包括：1.對渦輪葉柵端部流動情況有更深刻、全面的認識和理解，為進一步研究渦輪的性能和安全提供了更好的理論基礎。2.制定出可靠和實用的子午擴張渦輪葉柵端部流動控制技術方案，并在實際的渦輪制造工藝中得到應用，降低渦輪的制造成本和提高渦輪的整體性能和可靠性。3.推動我國航空發(fā)動機行業(yè)的發(fā)展，提高我國航空發(fā)動機的整體性能和市場競爭力。四、研究進度安排本研究將于2022年6月開始進行，整個研究分為以下幾個階段：1.第一階段：渦輪葉柵端部流動分析和模擬（2022年6月-2022年9月）2.第二階段：渦輪葉柵端部流動特性研究（2022年10月-2023年2月）3.第三階段：渦輪葉柵端部流動控制技術研究（2023年3月-2023年9月）4.第四階段：渦輪葉柵端部流動控制技術驗證與改進（2023年10月-2024年3月）五、參考文獻1.T.Sonobe,etal.“ControlofSecondaryFlowinaDiffuserCascadebyPassiveandActiveMeans,”InternationalJournalofRotatingMachinery,vol.2010,ArticleID521919,17pages,2010.2.H.C.W.Beaugendre,etal.“TheT106CLow-PressureTurbineCascade:AnExperimentalBenchmarkCaseforTwo-DimensionalViscousFlowFieldandAirfoilHeatTransferPredictions.Part2:ExperimentalResults,”JournalofTurbomachinery,vol.137,no.2,pp.021002,Feb.2015.3.J.Shen,etal.“OntheMechanismofHubShroudTrailingEdgeCounter-RotationandItsInfluenceonCompressorPerformance,”JournalofEngineeringforGasTurbinesandPower,vol.136,no.6,pp.062602,Jun.2014.4.K.K.L.Ho,“InnovativeFlowControlApproachesforTurb