倾斜叶片前缘对涡轮强迫振动的影响研究

针对车用增压器径流涡轮在运行过程中容易出现高周疲劳失效的问题，使用流固耦合法对比分析不同叶轮前缘倾角的涡轮内部流场和强迫振动。结果表明，叶片前缘倾斜与导叶尾缘形成一定夹角可以减轻转-静子干涉效应。前缘倾斜叶轮在靠近叶片压力面的通道涡比前缘垂直模型的更强，导致涡轮的效率下降。叶片垂直设计在整个叶高范围同时与导叶的尾迹发生切割，增加了气动激励的大小，而叶片前缘倾斜可以减轻尾迹干涉的程度。另外，倾斜叶片前缘设计的吸力面侧压力比垂直叶片前缘的更小，导叶的势场对垂直前缘叶轮叶片的干涉作用更为强烈。综合考虑倾角对效率和最大动应力的影响，得到了合理的倾角设计，叶轮在一阶、二阶谐波压力下最大动应力均有较大程度降低。