非均匀叶尖间隙对涡轮气流激振力的影响分析

"存在非均匀叶尖间隙时涡轮的气流激振力" 涡轮叶片在高速旋转过程中，其叶尖与机匣之间的间隙对于涡轮的性能和稳定性至关重要。当这个间隙出现非均匀性时，即不同叶片的叶尖与机匣之间的距离不一致，会引发一系列复杂的流体动力学效应，对涡轮转子的运行产生显著影响。这篇由胡绚发表的论文探讨了这种现象，重点关注非均匀叶尖间隙如何导致涡轮转子的不稳定气流激振力。 论文指出，非均匀叶尖间隙会导致转子上下游流动的改变，进而产生一种不稳定的气流激振力，这种力量可能会激发涡轮转子的自激振动，最终可能导致转子失稳。转子动力学在此过程中扮演了关键角色，因为激振力会直接影响转子的动态行为。 为了更深入地理解这一问题，胡绚开发了一种新的叶片尺度模型，该模型基于涡轮内的流体动力学原理，被应用到2CAD（可能是Two-Dimensional Computational AeroDynamics）气流激振力模型中。通过对非均匀叶尖间隙下的气流激振力进行计算分析，研究发现修正后的2CAD模型与实验数据更为吻合，而且在非设计工况下的预测误差显著减小，这意味着新模型提高了对非均匀间隙影响的预测准确性。 论文还探讨了径向气流力和切向气流力对涡轮转子振动的影响。无论转子是呈现反涡动（reverse whirl）还是正涡动（direct whirl），径向气流力始终起到抑制振动的作用，而切向气流力则倾向于激发转子产生正涡动。这一发现对于理解和控制涡轮转子的振动行为具有重要意义。 这篇论文揭示了非均匀叶尖间隙对涡轮转子气流激振力的深刻影响，并提出了改进的计算模型以更准确地预测这种现象。这些研究成果对于涡轮设计、故障预防以及转子动力学的研究提供了宝贵的理论支持，有助于提升涡轮系统的稳定性和效率。