子午扩张涡轮叶栅端部流动控制技术研究的开题报告

子午扩张涡轮叶栅端部流动控制技术研究的开题报告一、研究背景和意义涡轮是航空发动机中的重要部件，其中叶栅是涡轮的关键组成部分。子午扩张涡轮叶栅设计和制造的理想状态是流动畅顺、流场均匀、性能稳定、噪声低。然而，在叶栅端部区域，流动容易受到外界非稳定因素的干扰，例如涡流的影响，进而导致流动控制不稳定，影响涡轮的性能和寿命。因此，研究子午扩张涡轮叶栅端部流动控制技术，对于提高涡轮的性能、提高其使用寿命和可靠性具有重要的意义。二、研究内容和技术路线本研究将围绕子午扩张涡轮叶栅端部流动控制技术展开研究，旨在探究如何有效的控制端部流动，提高涡轮性能和寿命。具体的研究内容包括：1.子午扩张涡轮叶栅端部流动分析和模拟：通过分析叶栅端部的流动情况，建立合理的数值计算模型，学习并掌握稳态流动和非稳态流动的相应数值模拟技术。2.子午扩张涡轮叶栅端部流动特性研究：通过数值模拟和实验探究叶栅端部流动的特性，如速度场、压力场、湍流能量、涡量等特性指标，并结合实验结果分析及论证，得出相应的结论。3.子午扩张涡轮叶栅端部流动控制技术研究：研究发现，针对叶栅端部流动的控制手段主要包括不同类型的尾根、涡控制翼等手段。本研究将综合考虑不同的控制手段，并以基于CFD数值模拟的方式进行分析和比较研究，以期找到最佳的控制方案。考虑到实际的制造工艺等证影响因素，本研究还将提出实际的应用建议和优先方案。4.子午扩张涡轮叶栅端部流动控制技术验证与改进：本研究不仅将在数值模拟实验中验证其研究成果的可行性和有效性，而且将把控制技术真正应用到子午扩张涡轮叶栅的设计中，并进行优化调整，进一步提高涡轮的性能和使用寿命。三、预期成果和应用前景通过本研究，我们将达到有效控制叶栅端部流动的目标，实现涡轮的性能和寿命的提高，具体的预期成果和应用前景包括：1.对涡轮叶栅端部流动情况有更深刻、全面的认识和理解，为进一步研究涡轮的性能和安全提供了更好的理论基础。2.制定出可靠和实用的子午扩张涡轮叶栅端部流动控制技术方案，并在实际的涡轮制造工艺中得到应用，降低涡轮的制造成本和提高涡轮的整体性能和可靠性。3.推动我国航空发动机行业的发展，提高我国航空发动机的整体性能和市场竞争力。四、研究进度安排本研究将于2022年6月开始进行，整个研究分为以下几个阶段：1.第一阶段：涡轮叶栅端部流动分析和模拟（2022年6月-2022年9月）2.第二阶段：涡轮叶栅端部流动特性研究（2022年10月-2023年2月）3.第三阶段：涡轮叶栅端部流动控制技术研究（2023年3月-2023年9月）4.第四阶段：涡轮叶栅端部流动控制技术验证与改进（2023年10月-2024年3月）五、参考文献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