● 摘要
本文利用NUMECA软件对跨音速风扇的定常及非定常流场进行了跨音与亚音两种工况下的数值模拟。用NUMECA自带的AutoGrid网格生成模块分别生成转子和静子网格。计算在多重网格上进行，采用“双时间”推进这种高效的时间推进方法，从而有效地加速了非定常流场计算的收敛。转/静交界面分别采用“界面掺混”和“计算域裁减”两种方法，有效地保证了定常和非定常流场的数值模拟中对交界面数据交换的要求。定常流场计算的结果作为非定常流场计算的初始场，加速了非定常流场计算过程的收敛，从而节省了计算时间。 跨音流场与亚音流场相比十分复杂，流场中激波的存在极大地影响着叶片表面的非定常压力分布。对跨音和亚音两种工况下流场计算得到的转子叶片表面非定常气动激振力进行频谱分析，并对其进行对比分析，从而得到跨音工况下气动激振力特性。 应用工程软件ANSYS完成了转子叶片的振型和自振频率的分析，并且对转子叶片进行了共振分析，还根据流场计算得到的转子叶片表面的非定常气动激振力，应用ANSYS软件的瞬态分析方法进行了叶片的强迫响应分析。对跨音和亚音两种工况下的叶片强迫响应进行对比分析，从而得到跨音工况下叶片强迫响应特性。