压气机叶片颤振预报:时域与频域方法之比较

【作者】 杨超； 王丁喜； 黄秀全；

【机构】 西北工业大学动力与能源学院； 西北工业大学先进航空发动机协同创新中心；

【摘要】 压气机叶片颤振的预报基于结构动力学方程和空气动力学方程的求解。时域部分耦合方法将结构动力学方程解耦为若干个单自由度方程,然后将单自由度方程和空气动力学方程在时域进行耦合求解,并通过模态位移随时间的演化关系确定颤振特性。频域方法基于解耦求解空气动力学和结构动力学方程,叶片按照给定的模态做小幅度简谐振动,采用有限傅利叶级数近似叶片振动产生的非定常流,将非定常方程的求解转化为若干定常方程的求解,并将结构和流体之间的能量传递方向作为叶片颤振的判据。本文通过对数衰减量(Log-Dec)这一参数将两种方法联系起来,通过不同工况下时域与频域方法的计算结果和耗时对比,探究了两种方法的求解特性。研究表明:对附面层分离不显著的情况,频域方法结果与时域结果一致;与时域方法相比,频域方法更加快速高效。更多还原