● 摘要
吸附式压气机的出现大幅度提高了压气机的负荷能力，但抽吸气的反问题即设计问题的研究是国内乃至于世界上的难题之一，为此，本文通过在通流设计阶段应用损失模型考虑吸气效果，对跨声速吸附式压气机的设计方法进行了探索。首先，本文在前人研究的基础上总结了损失模型A，此损失模型是从尾迹的总压损失积分式出发推导损失与动量厚度关系得到的。并利用损失模型A在时间推进通流设计程序中考虑吸气效果，探索了吸附式压气机的设计方法。其次，建立了叶栅内部计算站上堵塞与损失相关联的新损失模型B，此损失模型是以S1流面叶栅流动的附面层发展为基础，以将流场划分为主流区和堵塞区为核心思想，用虚拟掺混过程来衡量损失，利用流量守恒、动量守恒、能量守恒等基本方程建立的。两损失模型均得到了2D叶栅可压缩情况下不同马赫数的验证。本文研究工作表明，(1)利用损失模型A和损失模型B求得的损失系数，与由定义求得的总压损失系数沿叶片通道分布趋势呈现明显的一致性。(2)三维数值模拟结果表明，抽气设计可以达到更高的压比和效率，转子叶尖和静子流场分离得到了有效抑制。(3)在通流设计考虑抽吸气效果可以事先预估抽气前后损失的大小，基本确定抽吸气的位置及抽气量，也可以帮助我们在通流设计时调整环量分布等重要设计参数。