题目：高压比离心式压气机的设计计算

随着航空技术的发展，多(全)电飞机将成为飞机设计的主要研究方向。多电飞机由于取消了发动机引气系统，就必须直接以冲压空气作为气源，以电动增压器来驱动整个环控系统正常工作，因此就需要电驱动压气机代替发动机引气系统驱动环控系统正常工作。传统的用于环控系统的压气机的压比较小，而电驱动的压气机由于要代替发动机引气系统，需要压气机具有很高的压比和很好的性能。因此，高速电驱动离心式压气机的设计技术又成为多电环控系统的技术关键，对用于多电环控系统的高压比高性能的离心式压气机的研制势在必行。本文首先根据飞机在巡航飞行状态下，参考相关文献确定了所设计电动离心压气机的增压比和入口条件。并参考波音787环控系统确定了压气机的流量和环控系统的方案。在此基础上，对离心压气机进行了初步设计，初步确定了压气机主要几何参数。然后通过专业旋转机械系列软件ANSYS-BLADEMODELER对离心压气机叶轮进行了三维建模，并通过ANSYS-TRUBOGRID软件对三维模型进行网格划分，最后通过ANSYS-CFX软件对初步设计叶轮进行了流场仿真。应用ANSYS-CFX软件，通过对主要几何参数的改进设计，使压气机叶轮的性能得到进一步提高。由于设计阶段采用了分流叶片的型式，对分流叶片长度对压气机性能的影响也进行了数值模拟分析。通过改进设计，设计出了符合要求的压气机叶轮。本文运用专业旋转机械系列软件对用于多电飞机环控系统的高压比离心压气机进行了设计及改进，并就分流叶片对压气机性能的影响进行了深入的研究。本文的研究方法和结果为多电飞机环控系统中电动式离心压气机的研究发展奠定了良好的基础。