优化叶片轮廓以扩展BLI风扇应用中的工作范围 安德烈亚·马格里尼（Andrea Magrini）与埃内斯托·贝尼尼（Ernesto Benini）

《International Journal of Turbomachinery, Propulsion and Power》：Optimising Blade Profiles to Extend the Operating Range in BLI Fan Application Andrea Magrini and Ernesto Benini

　　

摘要

边界层吸入推进器在充满高压扭曲的不利空气动力学环境中运行。为了扩展跨音速风扇转子在边界层吸入（BLI）应用中的工作范围，本文重点研究了在不同工作条件下的叶片轮廓设计优化。通过使用遗传算法和数值模拟，优化了准二维叶片截面，并改变了叶片的弧度和厚度分布。我们提出了一种有效的方法，可在给定的相对入口马赫数下实现对总压力比的优化。在设计点优化了等熵效率，同时在较低的入口马赫数下优化了失速时的总压力比，采用了多目标优化方法。帕累托最优叶片轮廓具有适度的前缘凹陷以获得高效率，并且前缘更平直，后缘偏转更大，从而在失速时提供更高的压缩比。优化后的叶片在真实的边界层吸入流动条件下进行了初步的三维评估，非稳态全环分析验证了截面优化的方法有效性，同时也表明可以使用基于单次流模拟和周向平均入口分布的简化方法来估算整个系统的性能。