题目：叶片尾迹激励及其强迫振动响应

对航空发动机高性能与轻质量的追求加剧了转子叶片气动弹性问题。近年来先进技术和新叶型在航空发动机中的应用，使气动弹性现象越发突出，由此引起的高循环疲劳导致发动机损坏的事故也有增加的趋势，所以人们越来越重视对叶轮机械叶片所受到的非定常激励及该激励对叶片振动影响的研究。基于这一背景，本文运用数值模拟的方法研究了尾迹参数对压气机气动性能以及转子叶片振动应力的影响规律。

首先运用流场计算软件Numeca对压气机级的流动情况进行数值模拟，采用基于Phase Lagged模型的滑移面法进行流场计算与三分之一全环进行比较，论证Phase lagged模型的适用性。

通过非定常流场计算，分析了进口静叶尾迹在转子通道内的传播过程，通过提取转子叶片90%、50%和10%叶高处表面节点的压力值，进行频谱分析，得到气动压力的基频幅值沿弧线从前缘到尾缘的变化过程，从尾迹、激波和附面层相互作用的角度一定程度上解释了转子叶片表面压力波动沿流向的变化情况和压力波动包含高倍频幅值的原因。同时得到了压气机级效率、增压比和转子所受轴向力随转、静子轴向间距的变化规律。在考查的转、静子轴向间距内（轴向间距取无量纲转、静子轴向距离与转子叶片根部轴向长度的比值D，D取典型值为0.3、0.35、0.4、0.45和0.5），压气机级效率随着轴向间距的减小而减小。当轴向间距增大时：该压气机级增压比先增大，后减小，存在一个增压比最大值；后排转子所受轴向力先减小后增大。

在流场计算所用热态叶型的基础上迭代生成用于振动响应分析的冷态叶型，通过编写的插值程序，将气动载荷插值得到转子叶片有限元模型表面的节点压力值。然后通过通用有限元程序ansys，采用瞬态响应方法分析了在设计转速和共振转速下叶片产生的振动应力随转、静子轴向间距的变化趋势，对动应力较大的监测点的动应力响应进行频谱分析以确定其频率成分。傅里叶分析（FFT）的结果表明，叶片振动响应的频率分布主要为转子叶片的通过频率；在一定范围内，增加转、静子轴向间距有助于降低因尾迹引起的叶片振动应力。