一种考虑中间级引气影响的S2流场模拟方法与流程

一种考虑中间级引气影响的s2流场模拟方法
技术领域
1.本技术属于航空发动机风扇压气机气动设计领域，具体涉及一种考虑中间级引气影响的s2流场模拟方法。


背景技术：

2.航空发动机中风扇压气机中间级引气对s2流场会产生以下两方面的影响：
3.1)会降低s2流场引气位置后的流量，以引气位置为界，改变s2流场前面级和后面级的压比匹配；
4.2)会使s2流场引气位置后叶尖区域流体减速，改变s2流场引气位置后压比的径向匹配。
5.当前，在对航空发动机中风扇压气机中考虑中间级引气影响的s2流场进行模拟时，多是通过附面层堵塞因子或流量系数来模拟引气位置后的子午速度水平，仅考虑了中间级引气对s2流场引气位置前后的压比匹配的影响，而忽略了对s2流场引气位置后压比径向匹配的影响，使s2流场引气位置后叶尖区域匹配在过高的压比，在其他截面还未充分发挥增压能力的状态下，提前进入喘振边界，对压气机的喘振裕度产生不利影响，该问题在引气量大的情形下尤其突出。
6.鉴于上述技术缺陷的存在提出本技术。
7.需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本技术的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本技术的新颖性和创造性。


技术实现要素：

8.本技术的目的是提供一种考虑中间级引气影响的压气机s2流场模拟方法，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。
9.本技术的技术方案是：
10.一种考虑中间级引气影响的压气机s2流场模拟方法，包括：
11.在s2流场内增设分流流线；
12.分流流线的前段延伸至s2流场的进口，后端延伸至s2流场中间级引气出口处；
13.以分流流线与s2流场外流路之间为外涵；
14.以分流流线与s2流场内流路之间为内涵；
15.内涵流场、外涵流场分别进行模拟。
16.根据本技术的至少一个实施例，上述的考虑中间级引气影响的s2流场模拟方法中，
17.其中，
18.rf为分流流线的半径；
19.k为分流流线调整系数；
20.ro为s2流场外流路的半径；
21.x为s2流场中间级引气量与s2流场总流量的比值；
22.ri为s2流场内流路的半径。
23.根据本技术的至少一个实施例，上述的考虑中间级引气影响的s2流场模拟方法中，k＝0.95～1.0。
24.本技术至少存在以下有益技术效果：
25.提供一种考虑中间级引气影响的s2流场模拟方法，其在s2流场内增设分流流线，将s2流场分为内涵、外涵分别进行模拟，可同时模拟中间级引气对引气位置前后级压比匹配的影响，以及对引气位置后径向压比匹配的影响。
附图说明
26.图1是现有考虑中间级引气影响的s2流场模拟的示意图；
27.图2是本技术实施例提供的考虑中间级引气影响的s2流场模拟示意图；
28.图3是以本技术公开的、现有的考虑中间级引气影响的s2流场模拟方法得到后面级叶片径向子午速度分布对比的示意图；
29.图4是以本技术公开的、现有的考虑中间级引气影响的s2流场模拟方法得到后面级叶片压比径向分布对比的示意图。
30.为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；此外，附图用于示例性说明，其位置关系仅限于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
31.为使本技术的技术方案及其优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅是本技术的部分实施例，其仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分，其他相关部分可参考通常设计，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。
32.此外，除非另有定义，本技术描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本技术描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本技术的限制。本技术描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本技术描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本技术描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
33.此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本技术的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本技术中的具体含义。
34.下面结合附图1至图4对本技术做进一步详细说明。
35.一种考虑中间级引气影响的s2流场模拟方法，包括：
36.在s2流场内增设分流流线；
37.分流流线的前端延伸至s2流场的进口，后端延伸至s2流场中间级引气出口处；
38.以分流流线与s2流场外流路之间为外涵；
39.以分流流线与s2流场内流路之间为内涵；
40.内涵流场、外涵流场分别进行模拟。
41.对于上述实施例公开的考虑中间级引气影响的s2流场模拟方法，领域内技术人员可以理解的是，其在s2流场内增设分流流线，将s2流场分为内涵、外涵分别进行模拟，可同时模拟中间级引气对引气位置前后级压比匹配的影响，以及对引气位置后径向压比匹配的影响。
42.在一些可选的实施例中，上述的考虑中间级引气影响的s2流场模拟方法中，
43.其中，
44.rf为分流流线的半径；
45.k为分流流线调整系数；
46.ro为s2流场外流路的半径；
47.x为s2流场中间级引气量与s2流场总流量的比值；
48.ri为s2流场内流路的半径。
49.对于上述实施例公开的考虑中间级引气影响的s2流场模拟方法，领域内技术人员可以理解的是，其基于s2流场外流路的半径、s2流场内流路的半径以及s2流场中间级引气量与s2流场总流量的比值对分流流线的半径进行了确定，使s2流场模拟易于收敛。
50.在一些可选的实施例中，上述的考虑中间级引气影响的s2流场模拟方法中，k＝0.95～1.0，经实际验证以范围分流流线调整系数对分流流线的半径进行调整，可使得s2流场模拟易于收敛。
51.在一个具体的实例中，以现有方法、本技术公开的方法对考虑中间级引气影响的s2流场进行模拟，引气位置后面级叶片径向子午速度分布以及压比径向匹配如图3-4所示。
52.以现有方法对考虑中间级引气影响的s2流场进行模拟，s2流场引气位置后面级叶片叶尖部位匹配在过高的压比，相对于叶根部位更靠近压比极限，会在其他截面还未充分发挥增压能力状态下，提前进入喘振边界。
53.以本技术公开的方法对考虑中间级引气影响的s2流场进行模拟，s2流场引气位置后面级叶片压比在径向上分布均匀，不会出现其他截面还未充分发挥增压能力状态下，提前进入喘振边界的情形。
54.说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实
施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
55.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本技术的技术方案，领域内技术人员应该理解的是，本技术的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本技术的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本技术的保护范围之内。