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摘要
高周疲劳是无喷嘴径流涡轮叶片损坏的主要原因。大部分有关叶片抑振的研究都侧重于修改叶片与蜗壳几何，然而这些方法具有周期长、通用性差、影响涡轮气动性能等缺陷。本文采用流固耦合数值方法并结合实验验证,研究基于机匣处理的抑振流动控制方法。由广义力方法的基本原理可知，通过引入额外的激振力以抵消蜗壳产生的激振力，从而降低振幅。通过在叶片尾缘附近的机匣壁面上设计轴向沟槽以实现这一目标。首先研究蜗舌与沟槽相对位置对气动激振的影响。结果表明，当沟槽与蜗舌距离最大时，叶片振幅显著降低。广义力和流场分析进一步表明，在该位置处，蜗壳与沟槽的激振效应抵消。接下来研究沟槽尺寸参数对气动激振的影响。结果表明，通过合理调节参数，振幅最多下降了94%。其中两个参数只影响广义力的长度而不改变相位，极大地方便了沟槽的优化设计。本研究可用于指导高性能、高可靠性无喷嘴涡轮的设计。
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