● 摘要
压气机系统是涡轮发动机的核心部分。压气机工作时可能会出现不稳定状态，这些不稳定状态均是具有破坏性危险的。在实践中，我们通常要尽最大可能避免压气系统不稳定现象的发生。因此，规范操作的极限范围通常离不稳定现象发生的临界边界还很远。但同时，压气系统的最高效工作点分布在不稳定临界点附近，所以，针对不稳定现象及其临界值的研究对提高压气系统效率及航空发动机效率有着重要意义。压气系统的不稳定状态主要有两种：旋转失速和喘振。旋转时速是一种发生在压气机叶片部位的不稳定现象，相对喘振现象较为温和，一般不会造成发动机损毁；而喘振现象则是发动机整体的不稳定状态，在高速情况下，喘振能够造成发动机的快速自毁。本文将着重关注旋转失速现象。本项目旨在寻找一种研究压气机不稳定边界的方法，并通过其确定任意一台轴流压气机的不稳定边界。在实际操作中通过向不稳定边界靠近来显著提高压气机效率，并以此提高发动机效率，减少能耗。针对压气机不稳定现象的试验设备昂贵、场地限制很多，并且试验均有一定危险性。因此对压气系统进行数学建模来研究其不稳定状态是极其必要的。本文将在Greizer和Moore模型［2］的基础上建立一个加入外界扰动（用来触发不稳定现象）的压气系统模型。在不同的初始状态下，这个新模型将帮助我们研究小扰动对压气系统的影响，并以此确定压气系统不稳定状态的边界。