管-翅片复合式减涡器内旋涡破碎大涡模拟

作     者：张馨丹 王锁芳 沈文杰 

作者机构：南京航空航天大学能源与动力学院 

出 版 物：《航空动力学报》 (Journal of Aerospace Power)

年 卷 期：2023年

核心收录：

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

基　　金：国家科技重大专项(2017-III-0011-0037) 

主　　题：共转盘腔 减涡管 翅片 相干涡 旋涡尺度 

摘      要：为深入理解管-翅片复合式减涡器的减阻特性，本文采用大涡模拟方法对比分析了基础管式及管-翅片复合式减涡器内的湍流脉动和旋涡尺度，通过相干结构和功率谱等揭示了减涡器内旋涡破碎的机制。结果表明：基础管式减涡器内减涡管通过破碎大尺度旋涡来降低压损，而在基础管式减涡器内加入翅片能够进一步破坏上游艾克曼边界层，抑制大尺度旋涡的发展，同时降低的旋流比有效削弱减涡管入口处小尺度旋涡的激增现象，使得减涡管区域熵增降低，进而实现更高程度的旋涡抑制效果，且该效果随着翅片下端安装高度的降低更为显著。在管-翅片复合式减涡器盘腔中，能量积分长度尺度随径向高度的降低先增加后减小；与基础管式减涡器相比，能量积分长度尺度的峰值向高半径方向移动，而在盘腔下游区域相对较低。