凹槽叶顶构型对涡轮转子尖区漩涡演化的影响

作     者：包幼林 曾飞 甘明瑜 宋玉琴 BAO You-lin;ZENG Fei;GAN Ming-yu;SONG Yu-qing

作者机构：中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002 中小型航空发动机叶轮机械湖南省重点实验室湖南株洲412002 北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 湖南工业大学理学院湖南株洲412007 

出 版 物：《推进技术》 (Journal of Propulsion Technology)

年 卷 期：2022年第43卷第4期

页      面：88-95页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：湖南省自然科学基金(2019JJ60052)。 

主　　题：航空发动机 涡轮 转子 流场 叶尖泄漏流 泄漏涡 数值模拟 

摘      要：凹槽宽度及深度是涡轮转子凹槽叶顶造型的关键参数,为了探究这两个关键几何参数对叶尖端区的旋涡结构演化的影响规律,采用数值模拟方法,对某单级跨声速高压涡轮展开了研究。基于对平叶顶和凹槽叶顶的叶尖端区旋涡演化的深入分析,提取了该跨声速涡轮的典型流场特征。构造了6种凹槽宽度和5种凹槽深度的凹槽叶顶结构,并对典型算例进行了流场结构分析。结果表明,凹槽宽度的减小和凹槽深度的增大均会造成凹槽对泄漏流的有效阻塞范围缩小,但同时会增强该区域的阻塞效果;凹槽宽度的减小还对泄漏涡破碎起到了抑制作用;凹槽深度对涡轮级效率的影响更为显著,且存在不受凹槽宽度取值影响的最佳取值范围,约为2.5~3.0倍叶尖间隙。