王 丹， 陈予恕， 曹庆杰， 熊冶平

(1.哈尔滨工业大学 航天学院，哈尔滨 150001；2.南安普顿大学 工程与环境学院, 南安普顿 SO17 1BJ英国)

叶轮机械所处的工况十分复杂，叶片和流经的流体之间时刻进行能量的传输或转换，因此这类机械的结构特点和工作原理决定了其内部流动的复杂性。柔性叶片较之刚性叶片，更容易受到气动力的作用，产生结构变形，发生共振，因而存在着巨大的安全隐患。为了提高叶片与流体进行能量传输的效率，同时预防叶片发生颤振，对叶片的气动弹性问题进行研究是非常必要的。由于叶片本身结构的设计，实际工程应用中多采用数值模拟如边界元、有限元的方法研究其气动弹性问题。Jadic等[1]利用时间推进方法分别研究了流体-叶片在带有连续涡和不带有连续涡的一致均匀流作用下的耦合运动。其研究表明，颤振的发生不会导致灾难性的失效问题，而是叶片会发生极限环运动，并且其振幅很大程度上依赖于结构的非线性因素。So等[2]利用边界元方法研究了在两列平行涡激作用下，NACA0012翼型的流体激振响应问题。他们的研究结果表明，空气动力学和结构共振发生在相同的共振参数比c/d，而与截面的几何形状和作用到的叶片上的平均气动力载荷无关。Lau等[3]利用时间推进边界元方法详细的研究了两个参数s/c(静子的几何设计参数，静子叶片排叶片间距与叶片弦长之比)和c/d(归一化频率参数，与转子尾流的通过频率有关)对于叶片与漩涡耦合作用的影响。……