振荡叶栅非定常流动特性与叶片颤振分析研究

本项目拟采用计算流体力学和结构动力学方法，研究叶轮机叶栅中三维非定常流动特性，由叶片非定常气动载荷分析探索颤振发生的机理，发现叶片设计参数和布局与颤振发生的定量因果关系，为准确预报和防止此类危险的发生提供理论与技术支持。项目核心研究内容是叶栅三维非定常气动力特性及叶片结构振动特性和颤振分析预测，其中重点突破复杂的振动叶片三维非定常气动力和颤振数值分析方法，结构振动特性则利用已有的结构动力学分析方法和成熟的应用软件进行分析，实验验证以国内外已有的实验数据为基础，结合实际补充少量必需的实验。叶片颤振断裂是长期困扰叶轮机领域的难题，其诱发机制极为复杂，随近代计算流体力学的发展，基于全三维非定常流特性计算的叶片颤振分析预测已成为可能。现代叶栅设计体系也正向非定常流模式转变，这种形势下开展本项目的研究对发展叶轮机械设计技术具有重要的科学意义，对研制先进叶轮机产品具有深远应用前景。