涡轮发动机叶片截面设计和优化开题报告

 2021-08-14 02:48:04

1. 研究目的与意义（文献综述）

涡轮发动机（turbine engine，或常简称为turbine）是一种利用旋转的机件自穿过它的流体中汲取动能的发动机形式，是内燃机的一种。常用作飞机与大型的船舶或车辆的发动机[1]。是空气喷气发动机的一种，其核心部分由压气机、燃烧室和燃气涡轮组成。空气经过压气机压缩后，流入燃烧室与喷入的燃料混合燃烧，生成高温高压燃气，在燃气涡轮中膨胀做功，驱动涡轮高速转动，带动压气机与发动机附件连续地工作。从燃气涡轮中排出的燃气仍具有较高的温度和压力，因而具有一定的可用能量。按不同的用途与结构形式可组成各种类型的燃气涡轮发动机[2]。

发动机是飞机的"心脏",被誉为航空工业"皇冠"上的"明珠",其先进性是衡量一个国家工业水平和能力的重要标志。历经半个多世纪的发展,航空涡轮发动机技术取得了巨大进步,推动了飞行器和航空工业的蓬勃发展。未来,随着材料、制造等基础工业的发展,航空涡轮发动机将迎来新一代的飞跃[3]。航空发动机的国产化自上世纪80 年代末开始得到了长足的发展。我国于1986 年研制成功了涡喷-14，是我国第一台完成自行设计、试制、试验、试飞全过程的航空发动机。目前，涡扇-15 发动机已在2011 年完成了验证机的交付，标志着我国在航空发动机自主研制的征程上又迈出了坚实的一步[4]。但是在很大程度上还落后欧美国家很多年，著名航空动力专家刘大响院士曾撰文认为中国航空发动机研制较世界先进水平主要存在五点较大差距：

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2. 研究的基本内容与方案

航空涡轮发动机是飞机最重要的部件，涡轮发动机的研究对我国航空事业的发展有极大的推进作用。涡轮发动机中压气机分为多级，每级叶片都由静叶和动叶组成，涡轮做功带动转子（即动叶）旋转，对空气进行压缩，完成推进的功用。本课题所要研究的是根据涡轮发动机的工作原理，来设计涡轮发动机的叶片截面的形状以及曲线，然后用cad绘图软件绘制出所设计的发动机叶片曲面图形。再利用comsol多物理仿真软件进行仿真，结合所学空气动力学及流体力学等基本理论，对气流的不同角度入射后所形成的气体流向进行分析，从而对所设计的叶片截面的形状进行优化设计，最终确定合理并且优化之后的发动机叶片截面形状。以下是具体的技术方案：

1.详细了解涡轮发动机的背景以及原理，阅读相关的书籍文献以及论文，同时还要进行有关流体力学以及空气动力学知识的学习；

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3. 研究计划与安排

第1周：查阅相关文献，整理参考资料。

第2周：仔细阅读外文文献，并翻译至少5000字。

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4. 参考文献（12篇以上）

[1]http://baike.baidu.com/view/108723.html.百度词条.[2016-3-20].

[2]交通大辞典[m].上海交通大学出版社.2005（642）.

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