泵喷宽带非定常激振力预报与参数分析

为预报泵喷推进器转子与湍流互作用宽频非定常激振力,在Sears函数的基础上,考虑随机湍流波的影响,推导了螺旋桨宽频非定常激振力预报公式,并与实验值对比验证了该公式。进一步考虑泵喷推进器转子工作在前导叶尾流场的情况,通过Gauss尾流模型建立叶片尾流湍流波数谱,通过经验公式计算叶片尾流场参数。推导得到泵喷推进器转子宽频非定常激振力预报公式,通过公式计算得到的宽频非定常激振力与数值计算结果相近。分析了流场参数的变化对推进器转子宽频辐射噪声预报结果的影响。研究得到,湍流强度只影响宽频非定常激振力预报结果的幅值,湍流积分尺度对幅值和频谱形状都有较大的影响。

预应力模态下对旋风机叶片流致振动特性

为了研究预应力模态下对旋风机叶片流致振动特性,采用基于预应力模态的强迫振动响应方法进行仿真分析,以非定常流场压力脉动为激励载荷,对叶片实现强迫振动响应计算。分析了流场非定常激振力的特征频率,对比了无预应力模态和预应力模态下监测点的强迫振动响应特性。研究结果表明,对旋风机流场激振力特征频率为一级、二级叶轮的通过频率及其倍频;由于一级叶轮的3倍叶频与一级叶片2阶固有频率接近,二级叶轮4倍叶频与二级叶片3阶固有频率接近,从而叶片结构发生小幅共振,分别产生相应监控点的振动加速度最大峰值;无预应力模态由于忽略了预应力下的刚化效应,其监控点振动加速度曲线峰值高于预应力模态,两种模态计算出的监控点总振动加速度级差值最大约1.5 dB。

中介机匣支柱尾迹效应诱发的高压压气机进口导叶共振现象在多级环境下的数值研究

为了解决某型燃气轮机高压压气机在进行数个小时试验后出现的悬臂式进口导叶断裂故障,以中介机匣与高压压气机进口级作为研究对象,采用约化方法在故障发生工况下进行了非定常数值模拟,得到了该工况下中介机匣内部的流场演化情况与作用在进口导叶叶身上的非定常气动力变化规律,结合叶片模态分析,对引起进口导叶疲劳断裂的原因进行了研究。结果表明:中介机匣支柱的尾迹效应是进口导叶受到周期性激励的主要原因。在故障发生工况下,钝体支柱流动尾迹的周期性激励频率与叶片自身一阶固有频率接近,导致高压压气机进口导叶产生共振,从而引起了叶片的疲劳断裂。