一种带有S型槽的涡轮叶片、方法及应用

技术特征：
1.一种带有s型槽的涡轮叶片，包括压力面和吸力面，其特征在于：所述吸力面侧分离点前端设置有展向扰动涡形状的s型槽，所述s型槽沿涡轮叶片吸力面展向连续分布；s型槽的设计参数为深度h、流向宽度l、幅值a、波长w，其中，深度h和s型槽波峰前端边界层厚度δ正相关，流向宽度l与深度h正相关，幅值a和流向宽度l正相关，波长w与幅值a正相关。2.根据权利要求1所述带有s型槽的涡轮叶片，其特征在于：所述s型槽的分布形状满足正弦型或余弦型函数。3.根据权利要求1所述带有s型槽的涡轮叶片，其特征在于：所述s型槽的参数计算公式如下：h＝(0.5～0.8)δ；h/l＝0.1～0.2；a＝(0.1～0.5)l；a/w＝(0.1～0.3)。4.一种采用权利要求1所述带有s型槽的涡轮叶片进行低压涡轮流动被动控制的方法，其特征在于具体步骤如下：步骤1：确定s型槽的位置；在所述低压涡轮叶片的吸力面侧分离点前端开设s型槽；步骤2：确定s型槽的分布形状；所述s型槽的分布形状满足正弦型或余弦型函数；步骤3：计算s型槽的参数，深度h、流向宽度l、幅值a、波长w；步骤4：按照步骤1-3所述s型槽位置、分布形状及参数值加工低压涡轮叶片；步骤5：将步骤4加工得到的低压涡轮叶片安装于航空发动机涡轮；其中s型槽形状与展向涡分布形式相同，使得转捩发展过程中越过t-s波阶段，直接进入展向涡阶段，从而加快转捩发展过程，使得层流边界层更迅速的发展为湍流边界层，从而提高了边界层抗分离的能力，达到了流动控制的目的和效果。5.根据权利要求4所述低压涡轮流动被动控制的方法，其特征在于：所述步骤3中，s型槽的参数计算公式如下：h＝(0.5～0.8)δ；h/l＝0.1～0.2；a＝(0.1～0.5)l；a/w＝(0.1～0.3)。6.一种航空发动机，其特征在于：所述发动机的低压涡轮叶片带有s型槽，该结构能够抑制低压涡轮叶片吸力面侧的流动分离，使流动提前转捩，同时加快层流发展为湍流的进程，提高抗分离的能力。

技术总结
本发明一种带有S型槽的涡轮叶片、方法及应用，属于航空发动机领域；包括压力面和吸力面，所述吸力面侧分离点前端设置有展向扰动涡形状的S型槽，所述S型槽沿涡轮叶片吸力面展向连续分布；S型槽的设计参数为深度H、流向宽度L、幅值A、波长W，其中，深度H和S型槽波峰前端边界层厚度δ正相关，流向宽度L与深度H正相关，幅值A和流向宽度L正相关，波长W与幅值A正相关。相对于等离子发生器等主动控制技术，本发明涉及的被动控制结构和方法不需要外界提供复杂装置或激励；相对于同出一族的矩形槽等被动控制技术，S型槽从边界层发展过程中，展向涡阶段的展向分布形式为启发而来的，可以加快转捩发展过程，更加有效的控制流动分离。更加有效的控制流动分离。更加有效的控制流动分离。


技术研发人员：向康深 段文华 陈伟杰 张良吉 乔渭阳
受保护的技术使用者：西北工业大学
技术研发日：2022.08.16
技术公布日：2022/11/18