曹传军， 况成玉， 姜逸轩

(中国航空发动机集团有限公司， 中国航发商用航空发动机有限责任公司， 上海 200241)

压气机内部黏性气体流动的强增压过程决定了其具有气动失稳的特性，气动失稳表现为压气机的旋转失速或喘振[1]。压气机进入喘振的不稳定工作状态，可能造成压气机转子叶片的强迫振动、叶片振动应力增大[2]。Greitzer[3-4]最早提出了针对压缩系统不稳定性分类的一维辨别方法，并指出导致压气机不稳定性发展成喘振而不是旋转失速B参数的临界值为0.7～0.8[5]，后续Moore等[6]提出了描述压缩系统旋转失速和喘振过程的二维模型。中外针对失速和喘振的不稳定流动，开展了大量研究，发展了多种喘振的预估、辨别和控制方法[7-12]。

在压气机临近气动失稳(包括失速与喘振)的过程中，可能会发生一种气弹耦合的自激振动，称之为颤振[13]。颤振一旦发作，叶片会大幅剧烈振动，会使叶片在短时间内断裂，破坏性极大。一般将压气机中的颤振分为下面几类：亚音速/跨音速失速颤振、超音速失速颤振，非失速超音速颤振和堵塞颤振。对颤振的预估分成三大类[14-15]。

(1)经验法，基于大量颤振试验数据建立的相似准则的经验值或边界曲线，应用较广泛的为考虑折合频率、攻角、来流马赫数的三参数法。

(2)基于流固解耦的气动弹性分析方法，将气动分析和结构分析分开进行，基于叶片获得的周围气流的气动功和机械阻尼耗功之和，来判别颤振是否发生，该方法称为能量法。……