(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210676267.7 (22)申请日 2022.06.15 (71)申请人 中国船舶重 工集团公司第七0三研 究所 地址 150078 黑龙江省哈尔滨市道里区洪 湖路35号 (72)发明人 王琦　牛夕莹　汪作心　张舟　 李冬　 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) (54)发明名称 一种船用 燃气轮机压气机过渡预旋式进口 导叶设计方法 (57)摘要 本发明的目的在于提供一种船用 燃气轮机 压气机过渡 预旋式进口导叶设计方法， 进口导叶 在叶顶部位具有正预旋， 并从叶顶至叶根逐渐过 渡为反预旋， 通过控制进口导叶沿叶高各截面的 出口预旋值， 实现对第一级动叶叶顶相对马赫数 的控制， 从而有效改善压气机在低工况下的性能 水平， 提高了压气机的气动性能， 并且本发明实 现了进口导叶预旋沿叶高方向的定制设计， 可有 效提高设计精度， 缩短设计周期。 同时， 本发明不 仅局限于 船用燃气轮机压气机， 同样适用于各种 工业用轴流压缩机、 航空发动机轴流压气机的气 动设计过程。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115186399 A 2022.10.14 CN 115186399 A 1.一种船用燃气轮机 压气机过渡预旋式进口导叶设计方法， 其特 征是： (1)沿径预旋设计： 根据一维均径处通流设计结果， 选择扭曲规律， 进行压气机进 口导 叶的沿径预旋设计； (2)S2反问题求解： 给定进口导叶的沿径损失分布， 与压气机其他各列叶片一起进行典 型S2流面的流线曲率法求 解； (3)叶片造型设计： 根据S2反问题求解结果， 进行压气机进口导叶叶片造型设计参数的 计算， 并以此为基础， 完成进口导叶的叶片造型设计。 2.根据权利要求1所述的一种船用燃气轮机压气机过渡预旋式进口导叶设计方法， 其 特征是： 步骤(1)中采用等反动度扭曲规律或居间扭曲规律， 将压气 机第一级动叶叶顶进口 相对马赫数控制在1.0以下为设计目标。 3.根据权利要求1所述的一种船用燃气轮机压气机过渡预旋式进口导叶设计方法， 其 特征是： 步骤(2)中所述的给定进口导叶的沿径损失分布， 采用给定进口导叶总压恢复系数 沿径分布规 律的方式。 4.根据权利要求1所述的一种船用燃气轮机压气机过渡预旋式进口导叶设计方法， 其 特征是： 步骤(3)中所述的进行压气机进口导叶 叶片造型设计参数的计算， 采用如下 方式： 叶型弯角 ε： 式中， α2为出口气流角， △α 为气流转折角； b/t为叶栅稠度； 为叶型相对最大厚度； 叶型进口几何角 α1k： α1k＝α1＝90°； 叶型出口几何角 α2k： 叶型进口、 出口楔角 χ1、 χ2： 当中弧线相对最大挠度位置取0.45时， χ1＝0.6 ε， χ2＝0.4 ε； 当中弧线相对最大挠度位置取0.5时， χ1＝ χ2＝0.5 ε； 叶型安装角γ： 对进口导叶叶顶正预旋过渡至叶根反预旋的每个对应截面位置， 按照预旋类型选择相 应的计算方法， 完成各截面叶型关键 设计参数的计算， 并以此为基础， 完成进口导叶的叶片 造型设计。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115186399 A 2一种船用燃 气轮机压气机过渡预旋式进口导叶设计方 法 技术领域 [0001]本发明涉及的是一种燃气轮机设计方法， 具体地说是压气机导叶设计方法。 背景技术 [0002]随着船用燃气轮机性能水平的不断提升， 压气机作为其三大核心部件之一， 设计 指标也在向着大流量、 高压比、 高效率和大喘振裕度的方向不断发展。 特别是对于船用燃气 轮机压气机而言， 由于燃气轮机作为推进动力时独有的大范围变工况运行特点， 压气机要 在保证设计点性能的同时， 还要强调低工况下 的宽裕度高效运行， 这就给压气机的气动设 计带来了更 大的挑战。 [0003]为了进一步提高压气机在宽工况范围内的性能指 标， 现代船用燃机压气机的气动 设计日趋精细， 各种 先进技术发展迅速。 其中， 进口导叶作为调控压气机进气流量、 来流马 赫数等重要匹配参数的关键环 节， 需要在气动设计中特别考虑。 发明内容 [0004]本发明的目的在于提供能有效提升船用燃气轮机压气机在低工况下的性能水平 的一种船用燃气轮机 压气机过渡预旋式进口导叶设计方法。 [0005]本发明的目的是这样实现的： [0006]本发明一种船用燃气轮机 压气机过渡预旋式进口导叶设计方法， 其特 征是： [0007](1)沿径预旋设计： 根据一维均径处通流设计结果， 选择扭曲规律， 进行压气机进 口导叶的沿径预旋设计； [0008](2)S2反问题求解： 给定进口导叶的沿径损失分布， 与压气机其他各列叶片 一起进 行典型S2流 面的流线曲率法求 解； [0009](3)叶片造型设计： 根据S2反问题求解结果， 进行压气机进口导叶叶片造型设计参 数的计算， 并以此为基础， 完成进口导叶的叶片造型设计。 [0010]本发明还可以包括： [0011]1、 步骤(1)中采用等反动度扭曲规律或居间扭曲规律， 将压气机第一级动叶叶顶 进口相对马赫数控制在1.0以下为设计目标。 [0012]2、 步骤(2)中所述的给定进口导叶的沿径损失分布， 采用给定进口导叶总压恢复 系数沿径分布规 律的方式。 [0013]3、 步骤(3)中所述的进行压气机进口导叶叶片造型设计参数的计算， 采用如下方 式： [0014]叶型弯角 ε：说　明　书 1/4 页 3 CN 115186399 A 3