周向进气畸变对篦齿封严环气弹稳定性影响研究

来源：振动与冲击杂志2024年第7期北京时间：

作者：苏国征,，孙丹,，王志,，李玉,，王文，徐梅鹏

单位：1.沈阳航空航天大学沈阳市透平机械先进密封技术重点实验室,沈阳110136; 2.沈阳航空航天大学辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室,沈阳110136;3.中国航空发动机集团有限公司中国航发商用航空发动机有限责任公司,上海200241

摘要：针对航空发动机篦齿封严环在周向进气畸变状态下的气弹稳定性问题，采用三维插值和非定常动网格技术，建立了基于能量法的篦齿封严环气弹稳定性求解模型，在验证求解模型准确性的基础上，研究了对称进气与非对称进气、进气畸变程度对篦齿封严环气弹稳定性的影响规律，分析了气动功在齿腔不同区域分布特性，揭示了周向进气畸变对篦齿封严环气弹稳定性影响机理。研究表明，周向进气畸变可改变气动阻尼比，对篦齿封严环气弹稳定性影响较大。非对称进气时，篦齿封严环气弹稳定性随畸变度的增加先降低后增加再降低。对称进气时，篦齿封严环气弹稳定性随畸变度的增加先增加后降低，相对于非对称进气畸变，对称进气方式对气弹稳定状态影响较小。篦齿封严环在发生气弹失稳时，周向进气畸变对气动功影响最大的区域位于首级篦齿迎风区域，是流场周向压力均匀性最差的区域，周向进气畸变的影响随相对距离增加而降低；篦齿封严环所有齿腔底部的总气动功受周向进气畸变影响较大，在进行结构设计时可改变齿腔底部尺寸、形状等，以降低周向进气畸变对篦齿封严环气弹稳定性的影响。

关键词：篦齿封严环；气弹稳定性；周向进气畸变；气动阻尼比；能量法