基于控制变量法对某跨音速离心压气机进行数值模拟,研究了叶轮尾缘叶间隙改变对其气动性能的影响。仅改变该离心叶轮的尾缘叶顶间隙,在设计转速下进行全三维黏性数值模拟,对相关气动参数进行分析。计算结果表明,相较于小流量工况,尾缘叶顶间隙的改变对离心压气机大流量工况的气动性能影响更大;在设计流量下,离心叶轮的压比、效率与叶轮尾缘出口间隙大小之间具有一定的线性关系,随着叶尖间隙增大,叶轮叶尖泄漏流的强度明显增强,导致叶轮的增压能力下降。

针对在压气机特性拟合计算中存在的部件特性不完整问题，提出一种基于经验方程的船用三轴燃气轮机压气机特性计算方法。通过经验方程的引入，求解出所缺少的高压压气机特性方程，继而建立了完整的压气机特性计算模型。分析表明该模型具有较高的精确度，能够满足船用三轴燃气轮机压气机变工况特性计算的需要。

针对燃气轮机压气机流场产生的气动阻尼影响含裂纹叶片振动特性问题,采用数值计算对气动阻尼下含裂纹压气机叶片振动特性进行研究。将裂纹悬臂梁的一阶弯曲振动简化为单自由度系统,引入呼吸式裂纹刚度模型,改变阻尼系数模拟气动阻尼,利用四阶Runge-Kutta法和快速傅里叶变换,得到悬臂梁相关振动特性图,分析气动阻尼与结构振动的关系。研究结果表明气动阻尼的存在缩短了振动到达稳态的时间并抑制了稳态幅值和振动的非线性。

针对轴流压气机在低工况工作条件下附面层分离的问题,运用NUMECA软件对rotor37动叶的三维流场进行模拟。选取不同的吸气位置、吸气量研究条件改变时叶栅气动性能的变化规律。数值模拟的结果表明:吸气孔的位置应根据激波发生的位置选取,吸气孔在距离叶片前缘50%轴向弦长位置时,叶栅吸气对附面层分离抑制效果最佳;吸气孔位于此位置时,当吸气量等于进气量的0.4%时,对压比和效率提升较高,但随着抽吸量的增大,压比和效率的提升幅度最终会减小,因而不能为了提升压比和效率而只是简单地增大吸气量。

通过数值方法对某二级带冠涡轮的流场进行研究分析了齿顶间隙对涡轮气动性能的影响。研究结果表明：泄漏流与主流掺混后形成一个涡流区改变了叶栅上半通道的流场结构;随着齿顶间隙的增加涡轮的流量先快速增加后趋于平缓涡轮的效率先快速减小后趋于平缓;同时发现不同工况下涡轮的流量和效率的变化趋势相同。