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| 1 | 三维造型和非轴对称端壁在跨声速压气机中的应用显示文摘为了提高跨声速压气机转子的气动性能,基于全三维数值模拟优化平台,对该转子先后进行了三维造型和非轴对称端壁造型,并对造型前后转子的性能和流场结构进行了对比分析。结果表明:三维造型和非轴对称端壁造型均可以改善跨声速压气机的气动性能,三维优化造型后近设计点压气机等熵效率提高了0.75%,非轴对称端壁优化造型后等熵效率进一步提高了0.3%,同时压气机的非设计工况性能也得到提升。三维造型改变了通道内激波位置,调整了负荷沿径向的分布,最终提高了压气机等熵效率。非轴对称端壁通过改变叶根截面叶片表面静压分布,使得叶根附近激波强度减弱并向下游移动,进而有效地降低了端壁区域的横向二次流强度。 | 张鹏 刘波 毛晓晨 杨晰琼 程昊 | 2016 | 推进技术2016，37，2： | 12 |
| 2 | 采用新型非轴对称端壁优化设计方法提高涡轮性能的数值研究显示文摘为提高非轴对称端壁控制端壁处二次流的潜能,进一步提高涡轮性能,发展了一种新型的非轴对称端壁优化设计方法,并以高压涡轮导叶为研究对象,采用端壁参数化、三维N-S方程流场求解与基于人工神经网络的遗传算法相结合的方法进行非轴对称端壁优化,分析了优化后的非轴对称端壁造型对涡轮导叶流场的影响。结果表明:优化后的非轴对称端壁改善了涡轮导叶的流场,延迟了通道涡的生成和发展,削弱了角涡的强度,降低了导叶通道内的流动损失,涡轮导叶出口处的总压损失系数降低了3.724%。此外,非轴对称下端壁造型对高压涡轮导叶上半叶高流场的影响不大。 | 赵刚剑 刘波 那振喆 曹志远 | 2014 | 推进技术2014，35，5： | 11 |
| 3 | 高负荷低压涡轮内部非定常流动机理及其控制策略研究进展显示文摘低压涡轮湍流问题是制约高性能航空发动机研制的难点之一。为了理清低压涡轮内部湍流流动机理,并掌握相应的控制策略,获得计及非定常流动特征的高负荷低压涡轮气动设计方法,基于课题组长期从事高负荷低压涡轮的研究基础之上,结合国内外低压涡轮大量研究工作,系统地介绍了尾迹扫掠下低压涡轮叶片吸力面附面层发展演化过程、端区二次流非定常特征变化以及相应的流动损失机制及其抑制方法。优化叶片载荷分布在一定程度上能够减小叶型损失和二次流损失;尾迹扫掠能够诱导吸力面附面层发生转捩从而减小叶型损失,同时也有助于抑制端区二次流的发展,但在不同雷诺数下,尾迹的作用效果可能不同;对于高/超高负荷低压涡轮,特别是在低雷诺数条件下,需要借助有效的流动控制手段来抑制分离。 | 朱俊强 屈骁 张燕峰 卢新根 李伟 | 2017 | 推进技术2017，38，10： | 10 |
| 4 | 叶根倒角对跨音轴流压气机气动性能的影响显示文摘为了获得叶根倒角对跨音轴流压气机气动特性影响规律,研究充分考虑了加工工艺及气动影响两方面,用倒角半径及最小角度两个参数确定倒角几何。研究基于Rotor37分析倒角参数对叶片几何的影响,并从整体性能及内部流场细节两方面对转子气动特性变化进行详细分析,获得了倒角参数变化对气动性能的影响规律。研究结果表明,相对于最小角度,倒角半径是影响转子性能的主要因素;倒角的存在不仅使得叶片根部马蹄涡的分布发生改变,且影响了出口通道涡的强度和尺度。此外倒角存在改变了叶根处的压力分布,使得前缘来流附面层有所增厚,导致根部的做功能力及转子性能下降。 | 高丽敏 蔡宇桐 李萍 李瑞宇 | 2016 | 机械工程学报2016，52，20： | 8 |
| 5 | 跨声速轴流压气机非轴对称端壁造型优化设计显示文摘为探索非轴对称端壁提高跨声速轴流压气机性能的潜力,基于三维数值模拟优化平台,针对跨声速轴流压气机转子进行了非轴对称轮毂优化造型,深入分析了非轴对称轮毂造型对跨声速压气机流场结构及性能的影响机理。结果表明:优化造型后的非轴对称轮毂同时提高了该跨声速压气机的效率和压比,最高效率点效率提高0.31%,压比提高0.31%,并改善了压气机的变工况性能。 | 刘波 曹志远 黄建 赵鹏程 | 2012 | 推进技术2012，33，5： | 7 |
| 6 | 基于Bezier曲线的端壁造型设计方法研究显示文摘为探索端壁造型提高涡轮导叶气动性能及改善其流场的潜力,了解端壁造型对高压涡轮级性能的影响,根据非轴对称端壁造型技术的基本原理,提出了一种基于Bezier曲线与三角函数曲线相结合的新型非轴对称端壁造型设计方法,并以一级高压涡轮导叶为研究对象,通过改变幅值的取值,对其下端壁进行了6种不同的端壁造型设计。同时,利用数值模拟方法对造型前后的涡轮导叶在级环境下进行了全三维流场计算。计算及分析表明:合理地进行端壁造型可以有效地减小涡轮导叶通道内的流动损失,并且,在应用该设计方法对涡轮导叶下端壁进行端壁造型时,幅值的取值存在一个最佳值6mm,即10%叶高,此时导叶出口总压损失系数降低了0.94%。然而,非轴对称端壁造型也影响了导叶与动叶之间的相互干涉,从而导致高压涡轮级性能的下降。 | 那振喆 刘波 赵刚剑 史磊 | 2014 | 推进技术2014，35，5： | 6 |
| 7 | 小展弦比叶栅非轴对称端壁造型及气动性能的数值研究显示文摘提出了基于双控制型线的非轴对称端壁造型新方法,并在某小展弦比叶栅的上下端壁上完成了非轴对称端壁造型设计.采用数值求解Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)和考虑转捩模型的SST湍流模型对轴对称端壁原始叶栅和非轴对称端壁叶栅进行了详细的流场特性分析,结果表明:所提方法可以有效减少进入叶栅通道涡的低能流体,从而抑制了通道涡的发展,减少了二次流损失.由于叶栅展弦比较小,所以非轴对称端壁会影响到整个流场,使得出口气流角在整个叶高范围内有所增大,中叶展处叶片负荷下降,型面损失减少.与轴对称端壁原始叶栅相比,非轴对称端壁叶栅效率提高了0.22%,从而验证了所提方法的有效性. | 孙皓 宋立明 李军 丰镇平 | 2012 | 西安交通大学学报2012，46，11： | 6 |
| 8 | 基于参数化脊线的非轴对称端壁成型方法显示文摘为提高低展弦比涡轮叶片气动与换热性能,抑制叶栅二次损失并降低端壁换热水平,提出了一种基于参数化脊线的非轴对称端壁成型方法。非轴对称端壁参数化成型基于位于叶片压力侧的脊线及周向余弦曲线构成,预先保证了端壁压力侧较高、吸力侧较低的基本形状。以涡轮叶栅出口测量截面质量平均二次动能系数最小及端壁面积平均换热系数最小为优化目标,采用NSGA-Ⅱ多目标遗传算法进行气动与换热优化,得到非轴对称端壁造型。优化结果表明:与平端壁相比,非轴对称端壁涡轮叶栅出口测量截面的质量平均二次动能系数降低了27%,端壁面积平均换热系数降低了6.9%。非轴对称端壁造型通过平衡叶片间横向压力梯度,改变了马蹄涡与通道涡位置,通道涡和壁涡强度得到抑制,有效降低了涡轮叶栅二次损失及端壁换热。 | 田兴江 常海萍 张镜洋 成锋娜 张靖周 | 2017 | 推进技术2017，38，6： | 6 |
| 9 | 端壁倒圆对高负荷压气机叶栅性能及流场影响的机理探究显示文摘为了改善压气机端壁区流动状况,减小流动损失,对一大尺度低速(不可压)压气机叶栅设计了五种倒圆结构。通过Numeca全三维数值方法进行模拟,结果表明,在原叶栅失速工况下,损失降低最多的达到了5.22%,但在设计工况下增加了1.12%。分析了此叶栅端壁区性能及流场改善的机理,给出了其余四种结构效果不佳的原因。对于效果最好的叶栅,倒圆的存在将失速因子降低了41.29%,使其能够适应更大的来流攻角范围。近端壁处吸力面的流动分离得到明显抑制,马蹄涡强度和逆流区减小,出口流动更加均匀,二次流能量显著减小,从而在整体上降低了损失,改善了角区流动。 | 李兰攀 楚武利 张皓光 | 2017 | 推进技术2017，38，12： | 6 |
| 10 | 非轴对称端壁下高负荷压气机叶栅二次流动分析显示文摘探讨了高负荷压气机叶栅中应用非轴对称端壁的有效性.首先利用NUMECA/Design3D优化软件包来完成了对端壁的优化,然后推导并建立了高负荷压气机叶栅出口含全部掺混损失的二次流损失的计算方法,最后在设计攻角和非设计攻角下对轴对称端壁和非轴对称端壁结构的高负荷压气机叶栅内部及出口流场进行了详细的分析.分析结果表明:在设计攻角和非设计攻角下采用非轴对称端壁均能改变端壁附近载荷分布、降低叶片通道的二次流动损失;在设计攻角下使叶栅周向质量平均总压损失减少约为9.4%,在非设计攻角(±3°)下分别减损7.7%和11.8%;当非轴对称端壁幅值为4%叶高时,二次流动损失最小. | 吴吉昌 卢新根 朱俊强 | 2011 | 航空动力学报2011，26，6： | 5 |
| 11 | 对转压气机非轴对称端壁造型优化设计显示文摘为探索非轴对称端壁对对转压气机流场影响机理,采用端壁造型进一步提高对转压气机性能,以某对转压气机双排转子为研究对象,应用人工神经网络与遗传算法在整机环境下先后对转子1(R1)和转子2(R2)进行了非轴对称端壁造型优化,并对比分析了优化前后流场结构及性能.结果表明:在优化工况点,非轴对称端壁改变了各转子轮毂附近的静压分布,减小了周向静压梯度,降低了二次流强度;同时改变了各转子沿径向的通流能力,提高了各转子靠近尖部区域的效率;最终对转压气机整机效率上升了0.78%. | 张鹏 刘波 曹志远 那振喆 史磊 | 2014 | 航空动力学报2014，29，11： | 5 |
| 12 | 高压涡轮采用非轴对称端壁的研究显示文摘以某型高压涡轮第二级静叶为研究对象,对四种非轴对称端壁造型状况下涡轮叶栅的流动状况进行数值模拟,研究非轴对称端壁造型技术在高压涡轮中对流动产生的影响。将非轴对称端壁与轴对称端壁的计算结果对比分析,结果表明:在该型涡轮设计工况下,非轴对称端壁的应用可以明显减弱端壁处的横向压力梯度,降低出口截面处的绝对螺旋度,减少主流与二次流之间的掺混,同时使得出口气流角沿叶高分布更加均匀,改善下游动叶入口的气动条件。 | 温风波 崔涛 刘轶 罗磊 王松涛 | 2012 | 节能技术2012，30，6： | 4 |
| 13 | 基于压力场分布的大子午扩张涡轮非轴对称端壁造型方法显示文摘为提高大子午扩张涡轮端区气动及传热性能,基于大子午扩张涡轮上端壁静压场分布细节,使用Bezier曲线与正弦三角函数曲线相结合的非轴对称端壁造型技术,对某1.5级大子午扩张涡轮第2级静叶上端壁进行8种非对称造型设计,并通过SST(shear stress transfer)湍流模型数值求解RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes equations)方程组对造型前后端壁进行了流动与传热特性的研究。结果表明:对大子午扩张涡轮上端壁进行非轴对称造型设计可有效改善其上端区叶片通道内横向压差分布情况;对其上端壁压力面进行通道内凸起造型可降低出口总压损失,当凸起幅值为S2叶高的5%时,出口总压损失最多可降低约1.1%;对其上端壁吸、压力面均进行通道内凹陷造型将减小机匣与叶片的热负荷,当凹陷幅值为S2叶高的5%时,机匣及叶片的热负荷最多可分别降低约3.1%与2.8%。 | 黄镜玮 孟福生 宋义康 高杰 | 2020 | 航空动力学报2020，35，5： | 4 |
| 14 | 非轴对称端壁设计的高负荷涡轮气热性能研究进展显示文摘非轴对称端壁设计因能够有效地减少涡轮叶栅的二次流损失和提高气动性能而在高负荷涡轮设计中得到应用。简要回顾了涡轮叶栅二次流模型和非轴对称端壁造型方法,重点综述了非轴对称端壁设计的高负荷涡轮气动性能研究进展和抑制端壁二次流的作用机制,介绍了非轴对称端壁设计的高负荷涡轮端壁气热耦合作用的冷却特性研究进展,总结了高负荷涡轮非轴对称端壁设计技术的应用成果,展望了非轴对称端壁设计在高负荷涡轮的高效气动和冷却布局应用方面需要深入研究的内容。 | 李军 宋立明 孙皓 郭振东 | 2018 | 航空发动机2018，44，3： | 3 |
| 15 | 非轴对称端壁透平级气动性能的数值研究显示文摘采用双控制型线方法对高负荷低展弦比透平级完成了非轴对称端壁造型设计;采用RANS方程和考虑转捩模型的SST紊流模型对轴对称端壁透平级和非轴对称端壁透平级进行了气动性能的分析和对比。结果表明:非轴对称端壁造型设计方法通过降低周向压力梯度减小了透平级的二次流损失,提高了透平级效率达0.16%;静叶流场的变化引起了动叶进口条件的改变,从而导致动叶进口压力和反动度增大。 | 孙皓 宋立明 李军 丰镇平 | 2013 | 西安交通大学学报2013，47，7： | 3 |
| 16 | 非对称端壁造型对离心压气机性能的影响显示文摘非对称端壁造型应用在轴流压气机和涡轮中具有较好的提高效率的作用。为了探究非对称端壁造型对离心压气机性能的影响,借鉴非对称端壁造型在轴流压气机中的设计经验,借助Autoblade和CFX商用软件,设计了四种非对称端壁造型结构,并对带叶片式扩压器的离心压气机展开数值计算研究。研究发现,与原型压气机相比,采用压力面附近为凸曲率形状、吸力面附近为凹曲率形状的非对称端壁造型结构PEW110%(profiled end wall 110%)可以在保证全工况效率不降低的情况下,使离心压气机的性能曲线向小流量和大流量均有拓展,稳定工作范围扩大11.8%。通过分析流场发现,在近喘振工况,非对称端壁造型PEW110%使扩压器通道内流量重新分配,吸力面附近径向速度增大,低能流体减少,改善了扩压器通道的流动状况,进而推迟喘振的发生。 | 郎进花 楚武利 张皓光 安光耀 马姗 | 2020 | 推进技术2020，41，6： | 3 |
| 17 | 针对轴流压气机的非轴对称端壁造型优化设计显示文摘针对某轴流压气机构建了一种新的非轴对称端壁造型,该造型可通过抑制角区分离来达到减小通道内二次流损失的目的。首先,在设计工况下,针对基准叶栅建立非轴对称端壁的自动优化设计方法。然后,在设计和非设计工况下,用NUMECA/Fine turbo模块分别对基准叶栅和优化叶栅进行定常流场计算。结果表明,两种工况下,优化叶栅有效抑制了角区分离,原因为非轴对称端壁造型改变了通道内的涡系结构;优化叶栅出口截面总压损失系数显著降低,叶栅出口气流角更加均匀和平衡。 | 陈得胜 刘波 那振喆 王雷 曹志远 黄建 闫守成 | 2013 | 燃气涡轮试验与研究2013，，1： | 3 |
| 18 | 典型非轴对称端壁造型方法概述显示文摘不同的非轴对称端壁造型对叶轮机械气动性能的影响很大。本文围绕非轴对称端壁造型方法,介绍了国内外端壁造型的发展历程,分析了所有典型的非轴对称端壁造型方法,阐述了每种造型方法的成型原理,并对一些关键点进行了重点说明。通过分析不同研究对象,发掘不同造型方法的适用范围以及对气动性能的影响,指出每种方法的优势及不足。 | 唐海兵 余又红 | 2018 | 兵器装备工程学报2018，39，8： | 2 |
| 19 | 进口总压不均匀性对燃气透平端壁气热特性影响的研究显示文摘为了研究非均匀进口总压引起的燃气透平内部流动特性变化对静、动叶端壁传热的影响机制,针对GE-E3透平第一级叶片在均匀、湍流边界层及航空发动机燃烧室出口实测得到的'C'型总压三种进口条件下进行了非定常数值计算。研究表明:非均匀进口总压相对均匀进口条件对静叶端壁附近流速和入口三角区传热产生了显著影响;湍流边界层总压相对均匀总压增强了前缘马蹄涡强度,从而使静、动叶端壁前缘传热系数分别增加100%和30%;'C'型总压使静叶端壁分离线下游和动叶端壁前缘局部传热系数降低;静叶内被湍流边界层总压增强的通道涡和由'C'型总压诱导产生的对转涡均会出现在动叶上下端壁附近;残余通道涡削弱了动叶端壁横向流动并使对应位置传热系数最大降低了12%,残余对转涡则增强了动叶端壁横向流动并使端壁传热系数最大增加了38%。 | 王志多 王典 张文豪 王志豪 丰镇平 | 2017 | 推进技术2017，38，10： | 2 |
| 20 | 高压涡轮导叶非轴对称端壁优化设计显示文摘为使高压涡轮导叶非轴对称端壁造型在减少二次流损失、提高气动性能方面更好的发挥作用,以某一级高压涡轮为研究对象,采用端壁参数化造型、三维Navier-Stokes(N-S)方程流场求解和基于人工神经网络的遗传算法相结合的优化方法对涡轮导叶进行非轴对称端壁的优化设计。优化目标为在控制涡轮导叶进口质量流量、出口马赫数及出口气流角的情况下,导叶出口总压损失系数和出口二次流动能最小化。对比分析优化前后端壁对涡轮导叶出口参数和涡轮级性能的影响。结果表明:优化后得到的非轴对称端壁有效地改善了涡轮导叶通道内的流场,抑制了通道内二次流涡系的发展,降低了导叶出口处的流动损失,涡轮导叶出口总压损失系数降低了14.85%,高压涡轮级等熵效率提高了0.456%。 | 那振喆 刘波 高丽敏 | 2013 | 航空工程进展2013，4，3： | 2 |
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