杨 杰，宋友富，熊清勇，杨伟平

(1.中国航发湖南动力机械研究所，湖南株洲 412002；2.中小型航空发动机叶轮机械湖南省重点实验室，湖南株洲 412002)

1 引言

涡轮内部流场本质是非定常的[1]。通过数值模拟获取涡轮内部时间精确流场最直接最精确的方法，是对涡轮流场进行全周模拟[2-3]，但此方法会花费巨大的计算资源。为减少计算资源开销，通常采用通道裁剪技术对涡轮内部流动进行非定常计算，且主要有三种方法[4]：时间周期性方法，时间倾斜方法和叶片数约化方法。

时间周期性方法由Erdos[5]提出，并由He[6]进一步发展。这种方法认为叶轮机中的流动在时间上存在周期性，故存储计算域周向边界的流动解作为下一个流动周期的边界条件。时间倾斜方法由Giles[7]提出，通过对欧拉/N-S方程进行时空变换、转-静叶排中采用不同的时间步长，以保证转静交接面两侧具有不同周向周期性的周期性边界条件能够使用。叶片数约化方法[8]由Rai提出，是通过对叶型进行缩放以调整叶片数，使多级叶轮机的各排叶片数成简单整数比例，然后充分利用叶轮机内部流动的周向周期性进行通道裁剪，从而减少需要模拟的通道数，减少计算量。前2 种方法需要作复杂的数学变换，实现难度较大。而叶片数约化方法的计算原理相对简单，实现起来相对容易，因此应用最为广泛。如Clark 等[9]对1.5 级跨声速涡轮进行了实验测量和不同约化形式的非定常数值模拟，研究了约化形式对叶片上非定常气动载荷数值计算结果的影响；……