[目錄]

第1章 有用的基本概念 1

1.1 導言 1

1.2 葉片和流動 1

1.3 壓氣機的輸入功 4

1.4 動力相似 9

1.5 損失 18

1.6 效率 29

第2章 通用設計考慮 39

2.1 導言 39

2.2 軸流壓氣機 40

2.3 徑流壓氣機 52

2.4 多級壓氣機的匹配 66

第3章 輪轂 機匣截面上的通流和某些三維流動的特征 79

3.1 導言 79

3.2 應用於軸流壓氣機的近似方法:簡單徑向平衡 82

3.3 早期的發展 86

3.4 子午流動的實用計算方法 90

3.5 流線曲率法在軸流壓氣機中的應用 97

3.6 多級軸流壓氣機中的摻混 102

3.7 軸流壓氣機非設計性能趨勢 107

3.8 流程圖———使用流線曲率法的軸流壓氣機分析模型 110

第4章 亞聲速進口來流條件下軸流壓氣機葉片 葉片面上的流動 112

4.1 導言 112

4.2 葉型的影響 119

4.3 葉片排的負荷極限 127

4.4 攻角的選擇 136

4.5 落後角的估算 144

4.6 損失的確定和計算 147

4.7 雷諾數對葉片性能的影響 151

4.8 進口馬赫數對葉片性能的影響 155

4.9 結論 165

第5章 超聲速進口來流條件下軸流壓氣機的葉片 葉片面上的流動 167

5.1 導言 167

5.2 具有貼體激波的堵塞流動——“攻角” 171

5.3 脫體激波條件下的工作特點 176

5.4 超聲速轉子中的激波結構和流動特性 180

5.5 超聲速葉片的損失 184

5.6 超聲速葉片的設計過程 188

第6章 離心葉輪 190

6.1 導言 190

6.2 葉輪中的流型 192

6.3 葉輪內流動的計算方法和流動計算 205

6.4 滑移和滑移因子的計算 212

6.5 葉輪中的損失 216

6.6 葉輪的設計選擇 221

第7章 離心壓氣機的擴壓器 231

7.1 導言 231

7.2 來自葉輪的非均勻流動 234

7.3 無葉擴壓器 240

7.4 有葉擴壓器 247

7.5 渦殼或渦管 262

第8章 壓氣機中的黏性效應 270

8.1 導言 270

8.2 壓氣機中的三維黏性流動 274

8.3 軸流葉片的邊界層 279

8.4 軸流壓氣機端壁區內的流動 289

8.5 離心壓氣機中的黏性影響 310

第9章 失速和喘振 313

9.1 導言 313

9.2 不穩定性和失速首發 322

9.3 過失速特性 342

9.4 旋轉失速團內的流動 348

9.5 穩定性的提高:機匣處理 351

第10章 振動和噪聲 359

10.1 導言 359

10.2 振動 359

10.3 噪聲 375

第11章 設計?測量和計算 403

11.1 導言 403

11.2 理解和設計 403

11.3 實驗技術 405

11.4 計算技術 409

附錄A 軸流壓氣機的葉型繫列 419

參考文獻 425

2004 Krieger再版新增參考文獻 461

索引 473

[譯者序]

由劍橋大學機械工程繫Cumpsty教授撰寫的《壓氣機氣動力學》一書的版由 Longman出版社於1989年出版，其後重印了數次，2004年由Krieger出版公司出版了第二版。在第二版中，作者保留了版的全部內容和章節安排，隻是在書的前面增加了一個導言部分，對版的每一章進行了簡短的評述，介紹了相關領域發生的變化和取得的重大進展。在書的末尾，逐章增添了許多重要的參考文獻。在書的前言部分，作者回答了兩個問題：在本書的版出版後十五年之久，是否還值得出版第二版？為什麼在計算流體力學快速發展，三維數值計算在壓氣機氣動設計和分析中得到廣泛應用的現在，仍然完整地保留版的全部內容？作者對個問題的回答是，他征求了在工業界和學術界相關領域工作的朋友的意見，他們都認為，該書無論從學術教科書，還是工程參考書的角度來看，仍然具有再版的價值。就第二個問題，作者的觀點是，雖然計算機的使用已經改變了壓氣機氣動設計和分析的方式和流程，但是，本書版中介紹的基本概念，基本理論和基本方法仍然具有存在的價值，而且，本書的考慮是強調壓氣機流動背後的物理機理，前輩們認識問題和解決問題的思想和方法。在任何時候，在壓氣機設計中，如果沒有正確的指導思想和對物理機理的深入理解，大量使用計算機程序也會出現嚴重的錯誤。因此，本書的主要內容沒有隨著時間的流逝而變得陳舊和過時。

Cumpsty教授不僅在壓氣機氣動領域，而且在航空燃氣渦輪發動機領域都是造詣深厚的世界著名專家，他長期在劍橋大學 Whittle實驗室從事葉輪機氣動力學方面的基礎研究，取得了大量原創性的理論成果。而且也與工程應用保持著密切的聯繫，在20世紀90年代末到21世紀初，曾經擔任過英國羅羅公司的首席科學家，直接參與羅羅公司先進航空發動機的技術研究和工 程發展。因此，該書的突出特點是結合壓氣機，特別是航空發動機壓氣機氣動設計和分析的實際應用，更多地使用來自實際的圖表數據和案例，深入淺出地介紹了基本概念，基本理論和分析方法；物理模型和流動機理，工程設計方法和流程，以及相關領域的歷史演變和發展趨勢。該書思路清晰，語言簡練，對問題的認識具有獨特的視角和個人的見解，非常具有啟發性，在深厚理論功底上的認識和理論具有原始創新價值。他帶領的團隊在葉輪機氣動方面取得了一批具有裡程碑意義的成果，使得近幾十年裡，劍橋大學 Whittle實驗室一直是世界葉輪機氣動力學研究的領先者，為英國羅羅公司承擔了大量的基礎研究工作，事實上也是世界航空發動機基礎研究的高地。

近三十多年裡，我國航空發動機事業呈現高速發展的態勢，壓氣機設計也呈現出井噴式發展態勢，設計試驗了大大小小幾十臺壓氣機試驗件，初步形成了具有中國特色的航空發動機壓氣機氣動設計體繫和實踐成果，現在似乎到了總結提高的階段，即由實踐到理論，由跟蹤學習到自主創新的新階段，希望學習大師級的專著，這從一個方面反映了這一深刻轉變內在需要。我們衷心地希望我國年輕的壓氣機氣動設計師們不要滿足於掌握先進的數值計算方法，要潛心學習大師級的專著，既要深刻理解流動背後的物理機理，更要學會理論創新的功底，為壓氣機氣動力學貢獻中國人的智慧。我覺得，如果能夠出版該書，既是表達對Cumpsty教授的敬意，更是向世界表明，中國人正在為設計出世界的壓氣機奮力拼搏。