● 摘要
压气机是发动机最重要的部件之一，其中扩压器和回流器是压气机的重要组成部分。提升扩压器和回流器的性能对提高压气机整级性能有着很重要的作用。本文通过参数化建模的方法设计了管式扩压器弯道回流器，对管式扩压器弯道回流器的内部流动状况进行数值模拟研究，并对比了管式结构与叶片式结构的性能优劣。本文发展了管式扩压器弯道回流器的几何建模技术，通过对中心轴线，管道中间控制截面及合并处后环形腔体的参数化设计来完成整个管型的建模工作。采用参数化设计管式扩压器弯道回流器便于后期对不同管型的管式扩压器的具体研究。采用定常数值模拟的方法分析了管式结构在进口均匀进气条件下，管式结构进口前无叶扩压器、管式结构前缘附近以及管道内部的流动特性。着重分析了进口截面、最大半径处截面、管道合并处环腔、回流段曲率以及管道出口截面隔板厚度对应角度对扩压器性能影响及其机理。根据数值模拟的结果优化管式结构的管道几何参数。将管式结构应用到斜流和离心压气机中，在前期管式扩压器弯道回流器的几何建模技术的基础上采用定常数值模拟的方法分析管内流动特性，损失机理，并与叶片式结构进行对比，揭示其能够有效提高压气机性能的机理。