轴流系列之轴流压缩机一维中线设计模式

自1884年科学家成功实验第一台多级轴流压气机以来，人们对轴流压气机的研究已经超过百年。但是由于压气机内部复杂的流动，人们仍然对压气机内部的流动机理研究得不够彻底。在一个轴流压气机转子内部，端壁附面层的影响会使近端壁的流体流速小于势流区。叶片排之间的泄漏流、角区分离、叶尖的间隙流使流动呈现强三维性；叶片排之间的相对转动和分离涡会使流动随时间变化。即使不考虑叶片排之间的互相影响，通道内的失速团也会使流动呈现非定常性和三维性。因此，设计压气机时应考虑压气机的三维性和非定常性，受当前的计算条件和理论水平的影响，并不能精确的模拟压气机通道内的流动，研究者们只能不断改进设计以求得更精确的设计方法。

在1940年之前，研究人员一般采用叶素理论进行压气机叶片的设计，这是一种孤立的叶型设计方法。40年代至50年代，吴仲华提出了三元流理论，采用S1、S2两类流面法进行压气机设计。1970年之后，Wennerstrom提出了准三维的设计方法，主要考虑了三维叶片的弯掠。而今，压气机设计已经进入了三维时代，主要的步骤为初始设计（一维设计）、通流设计、二维叶型设计、三维设计。

Turbotides中的轴流压缩机设计模式

点击菜单栏“求解器（Solver）”，选择“求解模式（Solver Mode）”，然后选择“设计（Design）”，选择“流量求解器（Flow based solver）”，如下图。

方式一：点击菜单栏“工具（Tools）”，选择“设计向导（Design Wizard）”。

方式二：点击工具栏中设计向导图标。

设置所有选项和参数，如上图所示，点击“下一步（Next）”。

如果点击“取消（Cancel）”按钮，所有的输入将会丢失，如果点击“完成（Finish）”按钮，程序将会按照下列2种选项之一处理 。

保存但不求解：此时求解器将不会运行。此项是默认选项，即使是因某些原因求解失败，也以确保用户所有输入得到保存。

求解并匹配运行条件：迭代步骤将会匹配用户指定运行条件。

注：为了更详细设计轴流压气机，提供了更多的参数输入接口。

（1）点击顶级菜单“求解（Solver）”，选择“求解设置（Solver Setting）”，弹出设计对话窗。选项卡“设置（Setting）”和上述设计设置一致。

（2）点击选项卡“几何（Geometry）”。对级数（Stage number）、设计参数（Design parameters）、叶片设计参数（Blade design parameters）设置。如下图所示。

    （3）点击选项卡“模型（Model）”。对阻塞模型（Blockage Model）、滑移模型（Deviation Model）、攻角模型（Incidence Model）进行设置。