韩 安，姜 伟，吴 凡，王 纯，谢诞梅

(武汉大学 水力机械过渡过程教育部重点实验室，武汉 430072)

符号说明：

H——动叶片叶高,mm

LS——动叶片背压面弧长,mm

C0——动叶片叶根处弦长,mm

P——凸起中心点位置,mm

Prel——凸起中心点位置相对值,

Prel=(P/LS)×100,%

L——凸起左宽,mm

R——凸起右宽,mm

Lrel——凸起左宽相对值,Lrel=(L/LS)×100,%

Rrel——凸起右宽相对值,Rrel=(R/LS)×100,%

A——凸起振幅,mm

Arel——凸起振幅相对值,Arel=(A/C0)×100,%

W——凸起波长,mm

Wrel——凸起波长相对值,Wrel=(W/H)×100,%

T——力矩,N·m

ΔT——力矩变化量,%

p——压力,Pa

汽轮机作为电厂的主要发电设备，其重要性不言而喻，尤其是在如今深入调整能源结构背景下[1]，汽轮机承担的调峰任务将更加繁重，因此提高汽轮机的经济性对电厂效益的提升具有重要影响。

当汽轮机运行在小容积流量工况时，汽轮机末级易出现流动分离现象，降低了汽轮机经济性的同时产生低频振动[2-5]。李明宇等[6]研究了350 MW汽轮机低压末级的热力参数、流场和动叶强度，并针对运行风险提出改进措施。Zhang等[7-8]对极低质量流量工况下低压末级的流动不稳定性进行数值模拟，计算得到的回流区域和叶顶压力能够与实验结果较好地吻合，并且对90%叶高截面进行二维全周计算，分析了叶片的安装对旋转不稳定性的影响。Zhang等[9]发现在汽轮机小容积流量工况下，涡流强度具有空间不均匀性和时间不均匀性的特点，不稳定压力受到分离涡的影响，可能导致叶片振荡。因此，有必要改善汽轮机在小容积流量工况下的流动特性。

国内外研究发现，仿生叶型是一种改善汽轮机叶栅内流动特性的重要手段。1995年，Fish等[10]绘制了座头鲸鱼鳍横截面，发现该截面与典型的空气动力学翼型NACA634-021相似，其前缘带有规则分布的光滑凸起结构,能够改善流动特性，可以在高攻角下保持升力，提升高攻角条件下的流动性能。……