跨音速尾流诱发气弹耦合振动问题,严重制约着航空发动机性能提高与服役安全。传统利用叶片几何型面优化的流场控制方法逐渐突显出局限性。从自然界羽翼等锯齿特征中汲取灵感,发展了一种基于仿生锯齿特征的叶片尾流控制与抑振降噪技术。通过不同锯齿结构的气动、声学和流体动力学特性,以及降噪和涡流产生机制,确立了仿生锯齿参数与流场性能参数的匹配设计准则,实现了叶片的仿生锯齿设计。叶片仿生锯齿设计有效改善了尾流形态,增强了叶片主流与尾流区域的混合效应,减小了叶片尾缘的速度亏损,使得最大等熵效率提高了2.70%,稳定工作范围提高了12.31%,宽频噪声降低了7.81 dB,显著提高了压气机气动与声学特性。本研究可为叶片气动弹性设计与降噪优化提供理论和技术支持,具有重要的工程应用价值。
