1、隨著對航空發(fā)動機性能要求的不斷提高，對渦輪氣動設計也提出了更高的要求。目前，已有渦輪設計部門在進行設計時考慮動靜干涉效應的影響，并成功提高了大型客機低壓渦輪的氣動載荷。但由于非定常計算周期長、以往設計中的慣性思維等因素的存在，盡管非定常氣動機理研究取得不少的進展，但大多數(shù)渦輪氣動設計仍欠于或沒有考慮非定常效應的影響。同時，周期性的非定常效應不僅在某種程度上改變?nèi)~片的氣動性能，同時也對葉片振動與噪聲有重要影響。為了促進在渦輪設計中考慮非定

2、常動靜葉干涉，本文通過定常與非定常計算的對比與分析，從氣動、振動與噪聲三個方面研究設計中考慮加入干涉效應影響的重要性和必要性，同時在一些問題上進一步研究了動靜葉干涉機理。
　　首先，在保證了數(shù)值方法可靠性的基礎上，對某高負荷低壓渦輪進行了定常和非定常條件下的數(shù)值模擬，并將計算結(jié)果進行了對比分析，表明定常和非定常時均值計算結(jié)果存在差異，并說明了造成這種差異的原因，并指出上游二次流對下游端區(qū)二次流損失具有抑制作用；給出了動靜干涉效應影

3、響下游動葉表面壓力波動的主要因素，并詳細分析了這些因素在動葉不同葉高截面上的影響力。
　　然后，對不同軸向間距條件下動靜干涉效應的變化進行了分析，給出了軸向間距變化與勢流干涉、二次流摻混的變化規(guī)律，并對上游二次流對下游端區(qū)二次流損失的抑制作用進行了機理分析，得出了端區(qū)動量摻混導致的“逆效應”現(xiàn)象。接著，對動葉葉頂間隙變化對動靜干涉效應的影響進行了研究，結(jié)果表明隨著葉頂間隙的增加，泄漏損失將取代動靜干涉效應成為葉頂主要的能量損失，且

4、其影響范圍也將沿葉高逐漸向葉根方向延伸；與此同時，動靜干涉效應對葉頂泄漏流動具有明顯的影響，它使得葉頂泄漏流動發(fā)生周期性變化。
　　由于上級各列葉柵內(nèi)的非定常效應和集中渦系結(jié)構對下級各列葉柵的影響更加復雜，僅僅只對單級進行分析顯然是不夠的。因此，本文對某兩級高壓渦輪進行了數(shù)值模擬，分析了定常和非定常條件下氣動性能的變化，證實了“逆效應”現(xiàn)象在高壓渦輪級中的存在；詳細分析了動靜干涉條件下各列葉柵集中渦系結(jié)構的生成、發(fā)展以及對下列葉柵

5、的影響等情況，并發(fā)現(xiàn)了在此渦輪模型下，通道渦將端區(qū)二次流誘導至其上方形成誘導渦的流動現(xiàn)象；并通過減小背壓的方法，研究了勢流干涉對葉片表面壓力波動的影響情況。最終明確了葉片表面壓力波動的變化情況和影響因素。
　　為了進一步說明動靜干涉效應的重要性，本文對周期性非定常壓力脈動誘發(fā)的葉片振動進行了研究工作。通過對動靜干涉引起的壓力變化與葉片受力之間的關系進行研究，給出了非定常作用力模型；采用此模型對非定常氣動力作用下渦輪葉柵的振動情況進

6、行了模擬分析，給出了動、靜葉的振動極值出現(xiàn)位置；對非定常力誘發(fā)的離散噪聲進行了分析，確定了級間勢流干涉和葉頂泄漏流動是渦輪葉柵內(nèi)部主要噪聲源。
　　最后，本文對葉片表面壓力脈動的控制方法展開了研究。采用增加軸向間距和第一級靜葉采用正彎葉片造型的方法對渦輪葉片非定常壓力脈動進行控制。結(jié)果表明兩種方法對減小渦輪葉片表面壓力脈動都是有益的，但作用機理和影響范圍則是不同的。增加軸向間距是通過減弱動靜干涉效應來達到減小壓力脈動的作用，其作用