低雷诺数下轴流压气机转子3维流动特性数值模拟

作     者：杜文海 张思缘 彭旻扬 张燕峰 

作者机构：国家电投集团科学技术研究院有限公司 中国科学院工程热物理研究所 北京石油化工学院机械工程学院 

出 版 物：《航空发动机》 (Aeroengine)

年 卷 期：2024年

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：国家自然科学基金（52076015） 北京市教育委员会科技计划一般项目（KM201910017007）资助 

主　　题：轴流压气机 二次流 转子 低雷诺数 失稳 3维流动特性 航空发动机 

摘      要：为了探究轴流压气机转子在低雷诺数下的性能及3维流动特性，对跨声速转子压气机R otor37在地面和高空下的气动性能和内部流场进行了数值模拟。结果表明：在2 0 k m高空下，压气机在近失速点的总压比和绝热效率分别降低了8.0%和5.3%，喘振裕度降低了3.1%；在低雷诺数下，转子吸力面上的流动分离位置会提前掺混且更剧烈，导致分离附面层增加，同时由于吸力面附面层较厚，激波与边界层的作用加强，减小叶表附面层内低能流体向上运动的压力分量，低能流体在离心力的作用下更容易向叶顶附近迁移，这可能是触发转子工作失稳的重要因素；在低雷诺数下，叶片根部吸力面在8 4%轴向弦长处发生完全分离并形成角涡，在其向叶顶移动的过程中形成脱落涡，角涡和脱落涡面积明显增加，这是引起转子低雷诺数工作效率降低的重要原因之一。