题目：错频机理研究

现代航空发动机一方面要求较高的推重比以满足飞机高速、机动等战术需求，另一方面要求更高的可靠性、较低的耗油率、更长的寿命及较低的排放等。提高发动机的推重比一方面要求较高的级负荷和效率，一方面要降低发动机自身重量，采用更轻、薄的叶片，而这类叶片在较高的气动载荷下容易产生流动诱导的叶片振动问题。对压气机和风扇来说，叶片颤振是最严重的流动诱导的叶片振动问题之一，对发动机的结构完整性和可靠性及寿命有极其重要的影响。研究叶片颤振发生的机理、结构和气动参数对颤振发生的影响、探索错频参数抑制叶片颤振的机理对完善压气机/风扇设计体系，从而在设计阶段避免叶片颤振的发生有着重要的意义。本文模拟了气弹标准算例十（二维压气机叶栅）和气弹标准算例四（三维涡轮叶栅）的气动弹性稳定性问题，主要研究了叶片间相位角、折合频率、马赫数（工况）等因素对叶片气动弹性稳定性的影响规律。研究结果表明叶片气动弹性稳定性会随着叶片间相位角的变化而变化，且对于不同角度，叶片气动弹性稳定性会有较大差别。随着折合频率的增大，叶片的振动稳定性有所增强，但是不同工况结论不同。另外，流场中激波的存在，对叶片振动的稳定性也有很大影响。结构失谐是工程中抑制叶片颤振的有效方法。本文通过研究失谐对叶栅整体的气动阻尼系数的影响，并对不同失谐方式进行对比分析来探讨失谐的抑制叶片颤振的机理。二维叶栅分别考虑了叶片间相位角失谐、振动方向失谐和频率失谐（错频）三种方式，并进行了振荡叶栅非定常流动的数值模拟，对比不同失谐方式和不同失谐量对叶片和系统的气动弹性稳定性的影响，从而验证了错频能有效提高叶片气动弹性稳定性的作用，分析失谐之后叶片的非定常响应及其稳定性上升的原理，探索了错频影响气动弹性稳定性的机理。对于三维算例，在多通道和全环叶栅上采用交替错频方式，对错频的机理进行了深入的分析。