摘要

分离与涡运动是限制压气机性能提升的关键,波浪形前缘结构能有效扩大压气机工作范围。在扩压叶栅上实施波浪形前缘造型,通过多目标优化算法构造以牺牲微小设计点性能为代价,大幅度降低失速点损失的波浪形前缘造型。采用数据挖掘方法——因果网络分析探究在波浪形前缘控制参数的变化下,扩压叶栅内部流场流动机制。优化结果表明当幅波比在0.05~0.15区间时,有更适合于流动控制的前缘涡涡量强度,且能在牺牲最少设计点性能的情况下,使失速点损失获得大幅下降。通过因果网络模型与流场分析验证,从涡运动的角度出发,波浪形前缘产生前缘涡对,前缘涡对的发展通过不同途径削弱了通道涡和尾缘涡流的发展;从分离的角度出发,波浪形前缘通过改变前缘气流不均匀度与二次流动能,改善低能流体堵塞来减弱角区分离所引起的损失。