题目：非均匀静子布局对涡轮转子叶片振动特性的影响研究

涡轮作为涡扇发动机的核心部件，随着发动机向高转速、高温、高负荷的方向发展，其内部的流动现象也越趋复杂。叶片气动负荷不断提高，使得来自流体诱导振动导致的叶片高周疲劳失效的危险性越来越高。为了研究流场激振源诱发叶片振动的物理机理以及影响因素，合理预测并控制气流激励下叶片的动力响应水平，预估叶片的高周疲劳寿命，本文开展了如下工作：

首先基于Aachen低压涡轮模型，采用双向迭代的流固耦合数值模拟方法，分析了均匀静子布局和不同类型非均匀静子布局情况下，涡轮级中的流场特性和尾流激励下转子叶片的振动响应特性。此模型中非均匀静子布局主要考虑四种：不等安装角、不等栅距、不同扇区数（该类型分布在其他类型中）和三种布局的组合布局。分析表明：适当的不等栅距非均匀布局类型可以有效地降低转子叶片的振动响应水平；组合布局中，在不等栅距类型中加入不等安装角后可以有效降低低频频率上的幅值，起到一定的优化作用。

然后采用同样的流固耦合数值模拟方法，在两个高压涡轮模型（A与B）中进一步分析和应用了两扇区不等栅距非均匀静子布局类型。文中定义了静子栅距非均匀度的概念，建立了栅距非均匀度与转子叶片振动响应水平之间的关系：叶片振动响应水平随着栅距非均匀度的增大呈现先降低后提高的趋势，在本文研究中4%-6%之间存在一个最低水平。另外，通过三个涡轮模型中不同非均匀静子布局对叶片振动影响的对比表明，转子叶片的变形方向决定了非均匀静子布局中栅距和安装角大小的选择。

最后针对高压涡轮模型B对其原形和不同栅距非均匀度静子布局下的转子叶片进行了高周疲劳寿命分析，结果表明：该模型中叶片疲劳寿命随栅距非均匀度的增大，亦呈现出先提高后降低的趋势，且栅距非均匀度为4%时，寿命提高最明显，达到20%。