主要符号表 1
第一章 导论 7
1 叶轮机非定常流的重要性 7
2 叶轮机非定常流来源 10
3 非定常流类型及其时间尺度 15
4 叶轮机非定常流研究的问题 16
第二章 非定常流气动基础 18
1 一元非定常流方程 18
1.1 一元非定常流的运动方程 18
1.2 一元非定常流的伯努利方程 20
1.3 连续方程 21
1.4 能量方程 22
2 二元非定常流方程 23
2.1 动量方程 24
2.2 连续方程 25
2.3 涡量传递方程 25
2.4 流函数方程 27
2.5 速势方程 28
2.6 二元欧拉方程 33
3 三元非定常流方程 35
3.1 三元欧拉方程 35
3.2 三元波动方程 38
4 叶栅非定常流计算的奇点法基础知识 39
4.1 复位势与复速度 40
4.2 点源和点汇 41
4.3 偶极子 42
4.4 点涡 43
4.5 基本流动叠加的实例 44
4.6 虚像法、映射定理的圆周定理 47
4.7 保角映射定理 49
5 旋涡的一般性质 52
5.1 涡量定义 52
5.2 涡线和涡管 53
5.3 凯尔文定理 54
5.4 亥姆霍茨旋涡理论 54
5.5 克罗柯方程 54
6 叶型绕流问题 56
6.1 库塔-儒考夫斯基定理 56
6.2 库塔条件 56
6.3 平板绕流问题 59
6.4 薄机翼绕流问题 61
7 非定常流中的相似参数 64
7.1 非定常流中表示压缩性的相似参数 64
7.2 非定常流中的流动相似参数 66
7.3 非定常流中粘性的关联参数 68
8 小结 72
参考文献 73
第三章 叶轮机固有的非定常流的分析 74
1 非定常薄机翼理论 74
1.1 尾涡影响的计算 76
1.2 非定常升力的确定 78
2 振荡机翼的升力 87
2.1 平移振荡 89
2.2 旋转振荡 90
3.1 垂直阵风引起的升力脉动 92
3 经受阵风的机翼升力 92
3.2 弦向阵风引起的升力脉动 96
3.3 任意方向阵风的升力脉动 103
4 非定常机翼理论在叶轮机上的应用--叶排干扰问题 104
4.1 叶排尾迹的一般波动形式及升力脉动 106
4.2 分析叶排干扰问题的简化和近似假定 108
4.3 稳态环量Гs产生的诱导速度 109
4.4 静叶和动叶上的非定常升力 114
4.5 计及相邻叶片环量和尾涡影响的动叶非定常升力的分析 118
4.6 叶栅非定常升力的近似分析法 127
4.7 非定常升力的实验确定 134
5 叶轮机非定常流中滞止压力的变化 135
5.1 动涡排引起的滞止压力的变化 136
5.2 实际动叶排前后的滞止压力变化 143
5.3 脉动的升力对滞止压力变化的影响 145
6 可压流中叶排的位流场影响 149
7 尾迹干扰 153
7.1 叶片尾迹特性 154
7.2 尾迹的传输 170
7.3 多级压气机中尾迹诱导的非定常气动干扰 175
8 小结 181
参考文献 185
1 历史的回顾 188
第四章 均匀进气条件下压气机的工作不稳定性 188
2 压气机工作不稳定的类型 190
2.1 旋转失速 190
2.2 喘振 194
2.3 喘振间有失速的类型 197
2.4 孤立子不中不稳定工作的实例分析 198
2.5 判断压气机工作不稳定类型的准则 202
3 压气机工作不稳定对燃气轮发动机的影响 206
3.1 性能方面的影响 206
3.2 机械方面影响 208
4.1 累积的轴向速度比的影响 210
4 多级轴流压气机中影响工作稳定性的因素 210
4.2 下游流场的累积影响 212
4.3 相邻级的影响 212
4.4 多级压气机中动态响应的影响 213
4.5 叶尖叶根工作条件不同的影响 214
5 影响离心压气机工作不稳定的因素 215
5.1 压气机压升特性线斜率 216
5.2 导风轮攻角 217
5.3 叶轮和扩散器叶片数以及无叶空间内的流动 218
5.4 半无叶空间中的压力恢复和扩散叶片前缘攻角 219
6.1 旋转失速的小扰动分析 220
6 轴流压气机工作稳定性的小扰动分析 220
5.5 扩散器通道和收集器 220
6.2 喘振的小扰动分析 232
7 分析压气机工作稳定性的非线性模型 236
7.1 谐振管原理 236
7.2 模拟轴流压气机喘振的非线性模型 237
7.3 离心式压气机的喘振模型 242
7.4 预测单级压气机旋转失速的非线性模型 245
7.5 多级轴流压气机工作稳定性的分析 261
8 小结 266
参考文献 267
第五章 非均匀进气条件下的叶轮机工作稳定性问题 270
1 压气机对总压稳态畸变的气动响应 271
1.1 周向畸变对压气机稳定性的影响 272
1.2 径向畸变对压气机稳定性的影响 284
1.3 畸变指数 286
2 压气机对总压动态畸变的气动响应 291
2.1 同相空间均匀的动态畸变 291
2.2 空间异相的动态总压畸变 294
3 压气机对温度畸变的气动响应 301
3.1 稳态温度畸变 301
3.2 温度快速瞬变 307
4.1 平行压气机模型 311
4 预测畸变条件下压气机稳定性响应的气动模型 311
4.2 基于有效攻角的通用曲线法 314
4.3 预测畸变流动稳定性的非线性模型 317
4.4 预测动态畸变稳定性的非线性模型 319
5 小结 324
参考文献 325
第六章 叶轮机的气弹稳定性问题 327
1 前言 327
2 机翼颤振的初步分析 328
2.1 二维机翼的运动方程 328
2.2 非定常力和力矩 329
2.3 机翼颤振的西奥道生理论 332
3 风扇和压气机的颤振类型 334
3.1 亚音速失速颤振 334
3.2 阻塞颤振 336
3.3 超音速非失速颤振 336
6 小结 337
3.4 超音速失速颤振 337
4 叶轮机叶片颤振与机翼颤振的区别 338
4.1 旋转系统的基本振动概念 338
4.2 结构及几何参数的不同对模态频率的影响 341
4.3 重心与弹性轴前后相对位置的不同 344
5 风扇/压气机叶片颤振预测模型 345
5.1 超音速非失速颤振预测模型 347
5.2 失速颤振的预测技术 366
参考文献 388
第七章 叶轮机气动噪声问题 390
1 前言 390
2 噪声的度量和量级 391
3 声学基础 393
3.1 声波方程 393
3.2 声源方程 395
3.3 沿管道的传播 401
3.4 管道对外的声辐射 408
3.5 叶轮机的非管道模型 409
4 压气机和风扇噪声 410
4.1 干涉单音噪声 411
4.2 转子-静子干涉试验 412
4.3 干涉单音噪声的分析 416
4.4 转子-进气畸变干涉 420
4.5 多重单音噪声 422
4.6 宽频带噪声 424
5 涡轮噪声 430
6.1 噪声机理 434
6 螺旋桨噪声 434
6.2 螺旋桨噪声的计算 436
7 叶轮机气动噪声的工程预测 451
7.1 风扇声功率 451
7.2 涡轮声功率 452
8 噪声的传播效应 452
8.1 大气吸收过程的分析 456
8.2 地面效应 458
9 声处理技术 461
10 小结 467
参考文献 468