离心压气机进口径向总压畸变不确定性分析

摘要

针对离心压气机实际运行过程中的进口畸变不确定性问题，提出了一种离心压气机进口径向总压畸变不确定性参数化表征模型。以跨声速Radiver离心压气机为研究对象，采用非嵌入式多项式混沌法和Sobol敏感性分析方法，研究了压气机气动性能受叶尖畸变、轮毂畸变两类进口径向总压畸变不确定性的影响，获得了对压气机气动性能影响最为显著的不确定性因素，并分析了不确定性因素影响压气机气动性能的相关流动机理。结果表明：相比于均匀来流，叶尖畸变、轮毂畸变均使压气机级多变效率下降近1.0%;轮毂畸变、叶尖畸变分别对级总压比、扩压器总压损失系数带来的影响较为显著，级多变效率受轮毂畸变影响下降1.4%,叶尖畸变使损失系数增大11.0%;相较于轮毂侧和叶尖侧畸变峰之间的相对位置，压气机气动性能对畸变峰的数值大小更敏感；受进口径向总压畸变影响下的压气机的性能恶化与扩压器叶片进口冲角不均匀分布导致的流动分离现象密切相关。研究工作表明了进口畸变不确定性在离心压气机不确定性分析中的重要性，对未来发展离心压气机鲁棒优化设计具有一定的学术意义和工程应用价值。

关键词

离心压气机 / 进口畸变 / 不确定性 / 敏感性分析 / 流动机理

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52376030)