技术领域 [0001]本申请涉及压气机扩稳技术领域，特别是涉及一种压气机扩稳设计方法、装置、计算机设备及介质。 背景技术 [0002]随着高性能航空发动机的研制目标不断提高，愈发要求其重要核心部件——压气机同时具备在更高负荷及更宽范围内稳定工作的能力。在提高压气机级负荷时，最直接的办法是提高转子切线速度以提升其做功能力，但受限于结构材料的强度限制以及高叶尖转速带来的流动损失，不能无限制提升其转速。此外，高负荷运转工况下，压气机叶片通道内的扩压程度增加，即通道内的逆压梯度更高，更容易引发流动分离，使得压气机的效率和稳定性进一步降低。然而，压气机的稳定工作范围对整机的可靠运行有极重要的影响，若要避免发生整机喘振等非稳态运行工况，拓宽发动机工作范围，首先则要保证压气机的稳定工作裕度足够大。 [0003]近年来，大量针对减小压气机流动损失、增加压气机稳定工作范围的研究不断开展。学者们一般将其总结为叶轮机扩稳及流动控制技术，其本质是采用相应技术手段改变和控制气体的流动状态，以期达到提高压气机性能的目的。当前应用在压气机内的流动扩稳技术按是否消耗外部能量可以大致分为两类：一种是需要外置设备对压气机内的气体输入能量、建立控制回路的技术，将其称为主动流动控制技术。这种技术的优点是作用效果明显而且使用灵活，缺点则是需要携带额外的辅助装置和控制系统，增加了发动机的重量和系统复杂度。主动流动控制技术一般包含以吹气为主的叶片射流、端壁射流、叶顶喷气等技术，以及以抽吸为主的端壁附面层抽吸、叶片附面层抽吸等技术。相比于主动流动控制技术，另一种无需消耗外部能量，利用调整和改变叶片通道结构的办法来控制气体流动状态的被动流动控制技术，可行性及可操作性更强，已经被广泛的应用到航空叶轮机中。这些方法由于其工程可实现性强，也是当前相关研究人员关注的重点，按其作用方式和作用位置不同，可以划分为端壁造型、涡流发生器、机匣处理等方法。在实际应用过程中，一种或多种方式组合实现扩稳目的的情况也是可能的。但是对于被动流动控制技术而言，单独一种方式难以实现在效率基本不变的条件下，显著提升压气机稳定工作范围，要么提升了稳定工作范围，但其效率有很大的损失；要么提升了效率，但对稳定工作范围的影响有限。 发明内容 [0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够在维持压气机效率的前提下，实现增强压气机稳定工作裕度及范围的一种压气机扩稳设计方法、装置、计算机设备及介质。 [0005]一种压气机扩稳设计方法，所述方法包括： [0006]对目标压气机叶片进行数值仿真，确定每个叶高截面的吸力面上的流动分离区域，在流动分离区域的起始位置的上游，根据叶片弦长确定扩稳结构的起始位置； [0007]在起始位置生成吸力面曲线的切线，沿吸力面曲线的切线作设定大小垂线与吸力面曲线相交，设定大小垂线与吸力面曲线的交点位于流动分离区域附近； [0008]根据设定大小垂线和叶片最大厚度确定扩稳结构的高度，根据设定大小垂线与吸力面曲线的切线的交点确定扩稳结构的截止位置； [0009]根据起始位置、高度和截止位置确定任意一个叶高截面上生成的扩稳结构，获取同一叶片的整个叶高范围内所有或部分叶高截面上生成的扩稳结构，构建生成压气机扩稳装置，通过压气机扩稳装置控制目标压气机叶片上方的来流由层流转捩为湍流，同时抑制来流下游的分离流动在反压增大过程中进行前传，实现压气机叶片扩稳。 [0010]在其中一个实施例中，在流动分离区域的起始位置的上游，根据叶片弦长确定扩稳结构的起始位置，包括： [0011]根据吸力面上方的来流方向，在流动分离区域的起始位置的上游，根据叶片弦长的无量纲值确定扩稳结构的起始位置；其中，起始位置的取值范围为叶片弦长的无量纲值的0％～90％。 [0012]在其中一个实施例中，从所述扩稳结构的起始位置开始，吸力面上方的来流沿吸力面曲线的切线向下游流动。 [0013]在其中一个实施例中，根据设定大小垂线和叶片最大厚度确定扩稳结构的高度，包括： [0014]在流动分离区域附近，根据设定大小垂线确定扩稳结构的高度；其中，高度的取值范围为叶片最大厚度的无量纲值的0％～40％。 [0015]在其中一个实施例中，在不同的叶高截面上，通过调整叶片结构参数的无量纲值，生成的扩稳结构的起始位置、高度和截止位置不定；其中，叶片结构参数包括叶片弦长和叶片最大厚度。 [0016]一种压气机扩稳装置，装置由上述一种压气机扩稳设计方法制备得到。 [0017]在其中一个实施例中，在同一叶片的整个叶高范围内，压气机扩稳装置的分布形式包括全叶高分布，部分叶高分布和分段分布。 [0018]一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤： [0019]对目标压气机进行数值仿真，确定每个叶高截面的吸力面上的流动分离区域，在流动分离区域的起始位置的上游，根据叶片弦长确定扩稳结构的起始位置； [0020]在起始位置生成吸力面曲线的切线，沿吸力面曲线的切线作设定大小垂线与吸力面曲线相交，设定大小垂线与吸力面曲线的交点位于流动分离区域附近； [0021]根据设定大小垂线和叶片最大厚度确定扩稳结构的高度，根据设定大小垂线与吸力面曲线的切线的交点确定扩稳结构的截止位置； [0022]根据起始位置、高度和截止位置确定任意一个叶高截面上生成的扩稳结构，获取同一叶片的整个叶高范围内所有或部分叶高截面上生成的扩稳结构，构建生成压气机扩稳装置，通过压气机扩稳装置控制目标压气机叶片上方的来流由层流转捩为湍流，同时抑制来流下游的分离流动在反压增大过程中进行前传，实现压气机叶片扩稳。 [0023]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤： [0024]对目标压气机叶片进行数值仿真，确定每个叶高截面的吸力面上的流动分离区域，在流动分离区域的起始位置的上游，根据叶片弦长确定扩稳结构的起始位置； [0025]在起始位置生成吸力面曲线的切线，沿吸力面曲线的切线作设定大小垂线与吸力面曲线相交，设定大小垂线与吸力面曲线的交点位于流动分离区域附近； [0026]根据设定大小垂线和叶片最大厚度确定扩稳结构的高度，根据设定大小垂线与吸力面曲线的切线的交点确定扩稳结构的截止位置； [0027]根据起始位置、高度和截止位置确定任意一个叶高截面上生成的扩稳结构，获取同一叶片的整个叶高范围内所有或部分叶高截面上生成的扩稳结构，构建生成压气机扩稳装置，通过压气机扩稳装置控制目标压气机叶片上方的来流由层流转捩为湍流，同时抑制来流下游的分离流动在反压增大过程中进行前传，实现压气机叶片扩稳。 [0028]上述一种压气机扩稳设计方法，通过对目标压气机叶片进行数值仿真，确定叶高截面的吸力面上的流动分离区域，在流动分离区域的起始位置的上游，根据叶片弦长确定扩稳结构的起始位置；然后在扩稳结构的起始位置生成吸力面曲线的切线，沿切线作设定大小垂线与吸力面曲线相交；再根据设定大小垂线和叶片最大厚度确定扩稳结构的高度，根据设定大小垂线与切线的交点确定扩稳结构的截止位置；最后根据上述起始位置、高度和截止位置确定任意一个叶高截面上生成的扩稳结构，获取同一叶片的整个叶高范围内所有或部分叶高截面上生成的扩稳结构，构建生成压气机扩稳装置，通过压气机扩稳装置控制目标压气机叶片上方的来流由层流转捩为湍流，从而增强叶片抗反压的能力，并推迟流动分离在叶片吸力面迁移的过程，在控制维持压气机效率的前提下，大幅度扩大压气机叶片稳定工作的范围。此外，本申请还根据上述一种压气机扩稳设计方法在压气机叶片上构建生成了一种压气机扩稳装置，无需携带外部装置、消耗外部能量就可以实现扩稳，结构紧凑，降低了压气机系统的质量和复杂度。 附图说明 [0029]图1为一个实施例中一种压气机扩稳设计方法的流程示意图； [0030]图2为一个实施例中在任意一个叶高截面上生成扩稳结构的示意图 [0031]图3为一个实施例中压气机扩稳装置的三维结构示意图； [0032]图4为一个实施例中不同分布形式的压气机扩稳装置的三维结构示意图：(a)为部分叶高分布的压气机扩稳装置，(b)为分段分布的压气机扩稳装置； [0033]图5为一个实施例中扩稳处理叶栅性能与原始构型对比示意图； [0034]图6为一个实施例中计算机设备的内部结构图。 具体实施方式 [0035]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。 [0036]在一个实施例中，如图1所示，提供了一种压气机扩稳设计方法，包括以下步骤： [0037]步骤S1、首先对目标压气机叶片进行数值仿真，确定每个叶高截面的吸力面上的流动分离区域，在流动分离区域的起始位置的上游，根据叶片弦长确定扩稳结构的起始位置。 [0038]步骤S2、然后在扩稳结构的起始位置生成吸力面曲线的切线，沿吸力面曲线的切线作设定大小垂线与吸力面曲线相交，设定大小垂线与吸力面曲线的交点位于流动分离区域附近。 [0039]步骤S3、再根据设定大小垂线和叶片最大厚度确定扩稳结构的高度，根据设定大小垂线与吸力面曲线的切线的交点确定扩稳结构的截止位置。 [0040]步骤S4、最后根据上述起始位置、高度和截止位置确定任意一个叶高截面上生成的扩稳结构，获取同一叶片的整个叶高范围内所有或部分叶高截面上生成的扩稳结构，构建生成压气机扩稳装置，通过压气机扩稳装置控制目标压气机叶片上方的来流由层流转捩为湍流，同时抑制来流下游的分离流动在反压增大过程中进行前传，实现压气机叶片扩稳。 [0041]具体地，如图2所示，对于目标压气机叶片的任意一个叶高截面，Inflow为来流流入方向，Outflow为来流流出方向。首先通过对目标压气机进行数值仿真，可以得到任意叶高的参数，从而获取每个叶高截面的吸力面上的DE区域为目标工况下的流动分离区域，再在流动分离区域的起始位置D点的上游，确定扩稳结构的起始位置为A点，其中，A点的位置由叶片弦长λ的无量纲值确定，取值范围为叶片弦长λ的无量纲值的0％～90％。然后起始位置A点作吸力面曲线的切线为AC，使得吸力面上方的来流流场从点A处开始几乎不会发生偏转，继续沿新的切线AC向下游流动；再沿切线AC作设定大小垂线BC与吸力面曲线相交，设定大小垂线BC与吸力面曲线的交点B位于流动分离区域DE内。其中，垂线BC与切线AC的交点C即为扩稳结构的截止位置，垂线BC的高度即为扩稳结构的高度，高度大小由叶片最大厚度tmax的无量纲值确定，取值范围为叶片最大厚度tmax的无量纲值的0％～40％。通过上述步骤可以确定任意一个叶高截面的扩稳结构的起始位置、高度和截止位置，对每一叶高截面重复以上步骤，最终即可构建生成压气机扩稳装置。 [0042]可以理解，压气机从稳定工作点逐渐逼近失速区域从而脱离稳定工作的过程是在下游反压不断提高、通道内逆压梯度不断增强导致大范围流动分离的情况下产生的。由于压气机叶片背面即吸力面往往存在大尺度的分离，这部分分离流动随着反压提升不断向上游移动，同时在一些情况下还会与角区分离流动发生融合，这一流动特征与压气机叶片失稳紧密相关。因此，为推迟流动分离在吸力面迁移的过程，即扩大叶片稳定工作范围，本申请通过上述一种压气机扩稳设计方法，结合叶片通道原有流场特性和信息，构建生成后台阶结构的压气机扩稳装置，从而有效控制压气机叶片上层流区域向湍流转捩的区域位置，增强叶片通道抗反压能力，抑制变反压或变攻角情况下，下游流动分离区向上游前传或恶化的趋势，在控制损失的前提下，大幅提升叶片稳定工作范围。 [0043]在其中一个实施例中，在不同的叶高截面上，通过调整叶片结构参数的无量纲值，生成的扩稳结构的起始位置、高度和截止位置不定；其中，叶片结构参数包括叶片弦长λ和叶片最大厚度tmax。 [0044]应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。 [0045]在一个实施例中，根据上述一种压气机扩稳设计方法，提供了一种压气机扩稳装置，如图3所示，该压气机扩稳装置在同一叶片的整个叶高范围内的分布形式为全叶高分布，且每个叶高截面生成的扩稳结构具有相同的起始位置、高度和截止位置。 [0046]具体地，如图4所示，压气机扩稳装置在同一叶片的整个叶高范围内的分布形式还包括部分叶高分布、分段分布以及其他形式。其中，图4(a)为部分叶高分布的压气机扩稳装置，在同一叶片的整个叶高范围h内，仅在长度为l的叶高范围内生成了扩稳结构，且该范围内每个叶高截面生成的扩稳结构具有相同的起始位置、高度和截止位置；图4(b)为分段分布的压气机扩稳装置，在同一叶片的整个叶高范围内，所有叶高截面都生成了扩稳结构，但是不同段的扩稳结构具有不同的起始位置、高度和截止位置。针对不同的目标工况，可以选择不同分布形式的压气机扩稳装置进行扩稳。 [0047]关于压气机扩稳装置的具体限定可以参见上文中对于压气机扩稳设计方法的限定，在此不再赘述。 [0048]进一步地，本申请还以一超声速叶栅流动为例，对上述提出的一种压气机扩稳设计方法的效果进行了验证，该超声速叶栅的基本参数如表1所示，入口马赫数大于1，其流动特征是在吸力面的斜激波脚处存在流动分离和再附，形成了一个沿叶高方向上的闭式分离泡。根据上述提出的方法，扩稳结构的起始位置点A布置在33％轴向弦长处，扩稳结构高度为叶片最大厚度的15.6％，根据这两个尺寸可以确定扩稳结构，总质量占原叶片的1.5％，在全叶高范围内采用相同的参数。图5给出了扩稳处理后的攻角及损失分布曲线图，相较于原叶栅构型，扩稳处理的叶栅攻角范围提升了近46％，极大的拓宽了该超声速叶栅的工作范围。此外，在损失方面，扩稳叶栅并未给原型叶栅带来明显损失，其分布趋势和规律与原型叶栅一致，在+0.5攻角下，其性能甚至优于原型叶栅。在整个正攻角范围内，其损失增加幅度小于2％。由此实现了在维持效率前提下，大幅提升压气机稳定工作裕度的目的，进一步支撑了本发明提出的方法的可行性。 [0049]表1超声速叶栅的基本参数 [0050] [0051]根据上述提出的方法，扩稳结构的起始位置点A布置在33％轴向弦长处，扩稳结构高度为叶片最大厚度的15.6％，根据这两个尺寸可以确定扩稳结构，总质量占原叶片的1.5％，在全叶高范围内采用相同的参数。图5给出了扩稳处理后的攻角及损失分布曲线图，相较于原叶栅构型，扩稳处理的叶栅攻角范围提升了近46％，极大的拓宽了该超声速叶栅的工作范围。此外，在损失方面，扩稳叶栅并未给原型叶栅带来明显损失，其分布趋势和规律与原型叶栅一致，在+0.5攻角下，其性能甚至优于原型叶栅。在整个正攻角范围内，其损失增加幅度小于2％。由此实现了在维持效率前提下，大幅提升压气机稳定工作裕度的目的，进一步支撑了本发明提出的方法的可行性。 [0052]在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图6所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种压气机扩稳设计方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。 [0053]本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。 [0054]在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤： [0055]对目标压气机叶片进行数值仿真，确定每个叶高截面的吸力面上的流动分离区域，在流动分离区域的起始位置的上游，根据叶片弦长确定扩稳结构的起始位置； [0056]在起始位置生成吸力面曲线的切线，沿吸力面曲线的切线作设定大小垂线与吸力面曲线相交，设定大小垂线与吸力面曲线的交点位于流动分离区域附近； [0057]根据设定大小垂线和叶片最大厚度确定扩稳结构的高度，根据设定大小垂线与吸力面曲线的切线的交点确定扩稳结构的截止位置； [0058]根据起始位置、高度和截止位置确定任意一个叶高截面上生成的扩稳结构，获取同一叶片的整个叶高范围内所有或部分叶高截面上生成的扩稳结构，构建生成压气机扩稳装置，通过压气机扩稳装置控制目标压气机叶片上方的来流由层流转捩为湍流，同时抑制来流下游的分离流动在反压增大过程中进行前传，实现压气机叶片扩稳。 [0059]在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤： [0060]对目标压气机叶片进行数值仿真，确定每个叶高截面的吸力面上的流动分离区域，在流动分离区域的起始位置的上游，根据叶片弦长确定扩稳结构的起始位置； [0061]在起始位置生成吸力面曲线的切线，沿吸力面曲线的切线作设定大小垂线与吸力面曲线相交，设定大小垂线与吸力面曲线的交点位于流动分离区域附近； [0062]根据设定大小垂线和叶片最大厚度确定扩稳结构的高度，根据设定大小垂线与吸力面曲线的切线的交点确定扩稳结构的截止位置； [0063]根据起始位置、高度和截止位置确定任意一个叶高截面上生成的扩稳结构，获取同一叶片的整个叶高范围内所有或部分叶高截面上生成的扩稳结构，构建生成压气机扩稳装置，通过压气机扩稳装置控制目标压气机叶片上方的来流由层流转捩为湍流，同时抑制来流下游的分离流动在反压增大过程中进行前传，实现压气机叶片扩稳。 [0064]本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。 [0065]以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。 [0066]以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。