子午擴(kuò)張渦輪葉柵端部流動控制技術(shù)研究的開題報告

子午擴(kuò)張渦輪葉柵端部流動控制技術(shù)研究的開題報告一、研究背景和意義渦輪是航空發(fā)動機(jī)中的重要部件，其中葉柵是渦輪的關(guān)鍵組成部分。子午擴(kuò)張渦輪葉柵設(shè)計(jì)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(jìn)而導(dǎo)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(kuò)張渦輪葉柵端部流動控制技術(shù)，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(nèi)容和技術(shù)路線本研究將圍繞子午擴(kuò)張渦輪葉柵端部流動控制技術(shù)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(nèi)容包括：1.子午擴(kuò)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(jì)算模型，學(xué)習(xí)并掌握穩(wěn)態(tài)流動和非穩(wěn)態(tài)流動的相應(yīng)數(shù)值模擬技術(shù)。2.子午擴(kuò)張渦輪葉柵端部流動特性研究：通過數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)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(biāo)，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及論證，得出相應(yīng)的結(jié)論。3.子午擴(kuò)張渦輪葉柵端部流動控制技術(shù)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(jìn)行分析和比較研究，以期找到最佳的控制方案。考慮到實(shí)際的制造工藝等證影響因素，本研究還將提出實(shí)際的應(yīng)用建議和優(yōu)先方案。4.子午擴(kuò)張渦輪葉柵端部流動控制技術(shù)驗(yàn)證與改進(jìn)：本研究不僅將在數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證其研究成果的可行性和有效性，而且將把控制技術(shù)真正應(yīng)用到子午擴(kuò)張渦輪葉柵的設(shè)計(jì)中，并進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，進(jìn)一步提高渦輪的性能和使用壽命。三、預(yù)期成果和應(yīng)用前景通過本研究，我們將達(dá)到有效控制葉柵端部流動的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)渦輪的性能和壽命的提高，具體的預(yù)期成果和應(yīng)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(rèn)識和理解，為進(jìn)一步研究渦輪的性能和安全提供了更好的理論基礎(chǔ)。2.制定出可靠和實(shí)用的子午擴(kuò)張渦輪葉柵端部流動控制技術(shù)方案，并在實(shí)際的渦輪制造工藝中得到應(yīng)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(jī)行業(yè)的發(fā)展，提高我國航空發(fā)動機(jī)的整體性能和市場競爭力。四、研究進(jìn)度安排本研究將于2022年6月開始進(jìn)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(shù)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(shù)驗(yàn)證與改進(jìn)（2023年10月-2024年3月）五、參考文獻(xiàn)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