题目：叶片几何偏差对涡轮性能 的影响

涡轮叶片在加工，安装，以及使用过程中不可避免的会出现各种几何偏差。叶轮机内部流动非常复杂，其关键几何的细微变化会导致叶轮机内部精细流场的改变，从而导致性能发生较为显著的变化，而发动机各个部件的制约和限制可能会导致叶片几何参数偏差的影响不仅仅局限于涡轮部件内部。因此有必要对涡轮叶片几何偏差展开研究。本文主要开展基础研究，即研究涡轮叶片几何参数对气动性能的影响。

本文数值模拟研究了涡轮叶片前缘/尾缘几何参数，叶片表面粗糙度，负荷分布形式对涡轮气动性能的影响。通过改变前缘几何参数来分析其在设计攻角、非设计攻角下前缘附近的流动机理。研究结果表明：在设计状态下前缘几何形状的影响集中在前缘附近；在研究范围内椭圆表现出了较优越的性能，其在较宽的攻角范围内都能保证前缘附近边界层状态基本不变，并且椭圆型前缘边界层开始发生转捩的攻角会向大攻角方向移动。在20°攻角下，椭圆型前缘叶型的损失相比基准叶型下降了7%左右。对尾缘几何参数的研究表明：尾缘厚度的改变对亚音叶型的影响较小而对超音叶型的影响较为明显，尤其是在跨音和低超音马赫数附近。本文通过改变叶片表面粗糙度的大小来分析在宽广的雷诺数范围内，粗糙度大小对边界层状态发展的影响规律。研究结果表明：粗糙度会使得边界层速度型变的更加饱满，在低雷诺数情况下，增加粗糙度会降低边界层损失；而在高雷诺数状态粗糙度会使得边界层的损失变得非常大。此外，通过设计负荷能力相同，而三种不同加载形式的叶片来研究负荷分布形式在不同的工况范围内对涡轮气动性能的影响。研究结果表明：就叶型损失而言，后加载叶型对雷诺数，马赫数，攻角的变化都较均匀加载和前加载叶型的更为敏感。

最后，本文对前缘几何参数对涡轮叶栅气动的影响展开了实验研究。为了更准确的测量前缘的流动特征，设计了前缘平板实验作为对叶栅实验的补充。本文制定了平板实验方案，搭建了试验台。并且完成了部分工况下实验参数的初步测量。