某离心叶轮叶片改型设计研究＊

覃玄，朱涛

（湖北汽车工业学院汽车工程学院，湖北 十堰 442002）

引言

压气机是废气涡轮增压器的重要组成部分，本文研究的离心叶轮则为压气机的核心部件[1]。叶轮的尺寸、几何参数极大地决定了压气机的工作性能，叶轮叶片形状十分复杂，造型千变万化，当压气机处于工作状态时，气流在离心叶轮中有着极其复杂的流动状况，叶片的不同几何造型直接决定了气体流动状态，进而影响叶轮的流动特性和气动性能[2]。

针对改善叶轮流动特性和提升叶轮的气动性能国内外学者开展了大量的研究。刘小民，张文斌将离心叶轮参数化方法、多目标遗传算法及商业化数值计算软件NUMECA相结合，建立起离心叶轮自动优化设计平台[3]。王继磊，杨金广等提出了一种径流式叶轮机械的参数化方法，并编写了相应的计算机程序。通过集成参数化，网格生成和数值计算三个模块构建了离心压缩机叶轮优化平台[4]。席光，唐永洪等以任意空间曲面三元闭式叶轮为对象，研究了不同展向和流向叶片厚度分布方案对离心压缩机气动性能的影响，其研究结果表明相比于沿流向削薄前缘和尾缘厚度，沿展向削薄叶尖厚度具有更大的性能提升能力[5]。基于对叶轮进出口速度三角形的分析，建立叶轮做功与叶轮损失物理模型，利用多目标遗传算法寻优，并对寻优结果进行CFD数值验证[6]。

本文基于ANSYS BladeGen，采用四阶Bezier对叶轮叶片叶顶弧线以及叶根弧线进行参数改变，设计出一系列新叶型，通过流场数值模拟分析得到最终设计叶型。……