为提高动力涡轮发电机组的气动效率和结构强度,对涡轮的动叶和静叶进行气动优化设计和结构优化设计。在FINETURBO和ANSYS WORKBENCH平台上对原方案与新方案透平进行仿真分析和结果对比。模拟结果显示通过优化叶轮入口攻角、降低叶轮出口速度,透平等熵效率提高4.4%;通过优化轮盘、轮毂、背板型线和叶片厚度分布,叶轮背板最大应力降幅达11%,叶根最大应力降幅达26.5%;通过调整静叶的叶片数和动叶与静叶的间隙,在额定转速下避开了共振点,安全裕度超过15%。此次模拟研究的正确性需进一步通过试验验证。

翼型在较大攻角下会发生失速,产生流动分离,这将直接影响翼型气动性能。对此,采取在雷诺数Re=1×106的条件下,在S809翼型前缘点附近不同位置处设置微小板,改变微小板的板长、振动振幅和频率,探究其对S809翼型气动性能的影响。结果表明静止时,微小板的板长尺寸对控制效果影响显著,当位置和尺寸选取最优时,S809翼型在22°攻角下升阻比提升2倍左右;对抑制流动分离效果不佳的尺寸较小的静止板施加以合适振幅和频率的振动后,可以有效地抑制翼型的流动分离,得到增加升力、减小阻力的效果。