基于马蹄涡前缘吸气控制的压气机叶栅流动机理

作     者：唐耀璇 刘艳明 安宇飞 孙运政 TANG Yaoxuan;LIU Yanming;AN Yufei;SUN Yunzheng

作者机构：北京理工大学宇航学院北京100081 

出 版 物：《北京航空航天大学学报》 (Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics)

年 卷 期：2024年第50卷第4期

页      面：1282-1291页

核心收录：

学科分类：07[理学] 080103[工学-流体力学] 082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 08[工学] 070206[理学-声学] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 0701[理学-数学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

主　　题：压气机叶栅 马蹄涡 角区分离 前缘吸气 拓扑分析 

摘      要：为探究从源头抑制角区分离的流动控制方法,采用数值模拟方法,以NACA65叶栅为研究对象,利用叶栅前缘端壁吸气技术控制马蹄涡,结合拓扑分析对叶栅通道内的三维流动结构进行精确重构,以研究前缘端壁吸气控制马蹄涡进而改善叶栅通道流场结构的机理。结果表明:叶栅前缘端壁吸气技术可以有效推迟马蹄涡形成并削弱其强度,同时在吸气狭缝末端形成一对反旋流向涡对,在向下游发展过程中与通道涡相互作用;前缘端壁吸气通过控制马蹄涡,降低端壁边界层厚度,叶栅前缘通道涡发展受限,由回流组成的叶表分离被抑制;前缘及压力面侧吸气(EPS)直接作用于马蹄涡压力面分支,通道涡强度进一步被削弱,角区分离模式由闭式分离转为不完全闭式分离。最后,对比最优吸气系数下不同方案出口总压损失,发现当吸气量为进口质量流量的0.2%时,EPS方案出口截面总压损失降低5.8%;并且通过调整吸气系数,可以获得较好的变工况控制性能。