跨音速转子叶顶泄漏流/主流交界面的前移机制

作     者：杜娟 林峰 陈静宜 Mark H Ross Joshua D Cameron Scott C Morris 

作者机构：中国科学院工程热物理研究所北京100190 中国科学院先进能源与动力重点实验室北京100190 Hessert LaboratoryDepartment of Mechanical and Aerospace EngineeringUniversity of Notre Dame 

出 版 物：《工程热物理学报》 (Journal of Engineering Thermophysics)

年 卷 期：2011年第32卷第6期

页      面：929-932页

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] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0702[理学-物理学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(No.50736007) 国家重点基础研究发展规划(No.2007CB210104) 

主　　题：叶顶泄漏流/主流交界面 轴向剪切应力 跨音速压气机转子 

摘      要：采用数值计算和实验研究相结合的方法,研究了跨音速转子叶顶泄漏流与主流交界面轴向位置随流量的变化规律和机制。该跨音转子是美国圣母大学一级半跨音速压气机转子。研究发现机匣壁面脉线分布能够定性反映壁面轴向剪切应力分布,可用来识别叶顶泄漏流与主流的交界面位置。通过机匣壁面的脉线分布,可以看出机匣壁面存在两条零剪切应力线。第一条零剪切应力线表示来流与叶顶泄漏流之间交界面的时间和周向平均轴向位置,在小流量工况下交界面靠近顶部叶片的前缘。计算和实验结果都表明,随着质量流量的减小,叶顶泄漏流与主流交界面的轴向位置不断向叶片前缘移动。在近失速点,交界面到达叶片前缘,泄漏流即将溢出。泄漏流与主流的轴向动量比随流量减小不断增大的变化规律进一步说明,间隙区域泄漏流与主流的轴向动量平衡是导致交界面不断前移直至溢出的内在机制。