学术论文

      基于系统辨识技术的叶轮机非定常气动力建模方法

      An Unsteady Aerodynamic Modeling for Turbomachinery Based on System Identification

      摘要:
      为了快速获得不同刚度的叶轮机叶片颤振特性,提出了一种基于系统辨识技术的叶片排非定常气动力建模方法,分析了叶片气动阻尼随叶间相角差和固有频率的变化特性.该方法通过对多叶片通道的某一叶片单独施加一个扫频振动信号,求解一次非定常流场,得到叶片排上每个叶片的气动力响应,通过系统辨识,获得每个叶片的气动力频率响应.根据小扰动流的叠加原理,得到扫频范围内各固有频率下的叶片排所有叶片共同激励的气动力模型,由此进一步得到各个不同固有频率的所有叶间相角差下的气动阻尼.针对STCF4 (Standard Test Configuration 4)算例,该方法的计算结果与直接采用计算流体力学(CFD)方法和直接采用谐振信号的降阶方法(ROM)得到的气动阻尼系数吻合得很好.该方法只需进行一次非定常CFD计算就能得到扫频范围内不同固有频率下的气动阻尼特性曲线,极大地提高了计算效率,方便了叶轮机设计初期的气动弹性稳定性参数分析.
      作者: 苏丹 [1] 张伟伟 [1] 张陈安 [2] 叶正寅 [1]
      Author: SU Dan [1] ZHANG Weiwei [1] ZHANG Chen' an [2] YE Zhengyin [1]
      作者单位: 西北工业大学翼型叶栅空气动力学国家重点实验室,陕西西安,710072 中国科学院力学研究所,北京,100190
      刊 名: 航空学报 ISTICEIPKU
      年,卷(期): 2012, 33(2)
      分类号: V211.47
      机标分类号: V23 TB5
      在线出版日期: 2012年5月22日
      基金项目: 国家自然科学基金,航空科学基金,西北工业大学基础研究基金