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申请/专利权人：南京航空航天大学

摘要：本发明公开了一种离心压气机扩压器设计方法，首先确定扩压器前缘半径R3和扩压器出口半径R4，构造出轮毂曲线与机匣曲线，并根据轮毂曲线、机匣曲线完成子午面流道设计；然后设计扩压器叶片进口角、出口角，建立轮毂截面、机匣截面的叶片中弧线，并构造得到轮毂截面、机匣截面的叶型；通过直纹面法获得轮毂截面、机匣截面的三维叶片形状，完成扩压器参数化造型设计；接着设计出初始扩压器并和离心叶轮匹配形成压气机；最后通过修改扩压器造型参数，优化压气机性能。本发明能够减小离心压气机相对迎风面积ζ，增大叶轮与扩压器相对径向间距ξ，使得压气机性能参数有所上升。

主权项：1.一种离心压气机扩压器设计方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1），根据给定的叶轮出口半径R2，由预设的相对径向间距ξ=R3-R2R2，确定扩压器前缘半径R3；根据预设的离心压气机相对迎风面积ζ=R42R1s2-R1h2，其中R1s为叶轮机匣进口半径，R1h为叶轮轮毂进口半径，获得扩压器出口半径R4；步骤2），根据扩压器前缘半径R3、扩压器进口宽度、扩压器出口半径R4、轮毂出口半径构造轮毂曲线与机匣曲线，均前缘为径向、后缘为轴向；机匣曲线的前段由径向转为轴向且后段为平直段；轮毂曲线为含3个中间控制点的Bezier曲线，呈S型，轮毂中段半径高于轮毂出口半径；接着根据轮毂曲线、机匣曲线完成子午面流道设计；步骤3），设计扩压器叶片进口角、出口角，建立轮毂截面、机匣截面的叶片中弧线，轮毂截面、机匣截面的叶片中弧线定义方式均采用叶片角度，且均采用含中间2至3个控制点的Bezier曲线；步骤4），根据强度要求定义轮毂截面、机匣截面的叶型厚度分布，然后分别由轮毂截面、机匣截面的叶片中弧线向两边对称构造得到轮毂截面、机匣截面的叶型；步骤5），由轮毂截面、机匣截面的叶型通过直纹面法获得轮毂截面、机匣截面的三维叶片形状，完成扩压器参数化造型设计；步骤6），将轮毂曲线的Bezier曲线控制点、轮毂截面、机匣截面的叶片中弧线的Bezier曲线控制点作为设计参数设计出初始扩压器；步骤7），通过轮毂曲线的Bezier曲线控制点调整初始扩压器的轮毂最高点的半径大小，获得最优性能下的初始扩压器的轮毂曲线，完成轮毂曲线优化；步骤8），将经过轮毂曲线优化后的扩压器流道分为三段：通过叶片前缘作平面1与相邻叶片吸力面垂直，将平面1之前的流道区域称为前段，在离叶片后缘约30%叶片弦长处作平面2，平面1与平面2之间的流道区域称为中段，将平面2之后的流道区域称为后段；步骤9），通过调整进口角或者轮毂截面、机匣截面的叶片中弧线前段的Bezier曲线控制点，获得目标流量，完成轮毂截面、机匣截面的前段叶片优化；步骤10），通过调整轮毂截面、机匣截面的叶片中弧线中段的Bezier曲线控制点，获得最优喘振裕度，完成轮毂截面、机匣截面的中段叶片优化；步骤11），调整轮毂截面、机匣截面的叶片中弧线后段的Bezier曲线控制点，获得目标气流出口角，完成轮毂截面、机匣截面的后段叶片优化，最终完成扩压器优化。

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