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航空工程进展 2024年第1期15卷 164-168,175页

作者：张天龙王旭林田琦许向沈穆文鹏中国航发沈阳发动机研究所叶轮机试验研究室沈阳110015

在开式风洞超声速平面叶栅试验中,从试验启动到叶栅建立超声速流动状态的过程,即超声速流场起动问题,已成为公认的难题。为建立可行的开式风洞超声速流场起动方法,奠定开式超声速风洞的使用基础,基于某超声速风洞,以超声速压气机平面叶... 详细信息

在开式风洞超声速平面叶栅试验中,从试验启动到叶栅建立超声速流动状态的过程,即超声速流场起动问题,已成为公认的难题。为建立可行的开式风洞超声速流场起动方法,奠定开式超声速风洞的使用基础,基于某超声速风洞,以超声速压气机平面叶栅为研究对象,开展三维数值仿真研究;分析试验条件下超声速流场起动失败的原因,制定三种流场起动方案。结果表明:起动失败的原因为叶栅前缘形成了一道强正激波;仅提高风洞进口总压无法建立叶栅超声速流动状态;仅增大下壁溢流缝宽度可起动超声速叶栅流场,但有效叶栅流道数量减少,壁面附面层增厚;保持上、下壁溢流缝宽度在1倍栅距以上,在栅前上、下壁设置超声速墙并进行抽吸,可有效起动超声速流场,相邻流道出口马赫数最大波动0.01,出口气流角最大波动0.09°,周期性满足试验需求。

关键词：开式风洞超声速流场起动压气机叶栅流场

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低压涡轮叶片吸力面边界层特性试验研究

低压涡轮叶片吸力面边界层特性试验研究

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作者：庄殿飞大连理工大学

学位级别：硕士

本文针对某公司“模拟上游尾迹干涉的低压涡轮平面叶栅试验”,开展了以认识低压涡轮叶片吸力面侧边界层的特性为研究目的试验研究,设计并搭建了满足本次试验条件同时也可进行其它流体力学试验的开式风洞,并在该试验平台上进行了低压涡... 详细信息

本文针对某公司“模拟上游尾迹干涉的低压涡轮平面叶栅试验”,开展了以认识低压涡轮叶片吸力面侧边界层的特性为研究目的试验研究,设计并搭建了满足本次试验条件同时也可进行其它流体力学试验的开式风洞,并在该试验平台上进行了低压涡轮叶片吸力面边界层特性的试验研究。在试验前期的准备工作中,除试验平台的搭建以外还进行热线探针的校准工作、叶片吸力面测量点的定位工作和热线探针在测量时自动位移路线的设计工作等。其中在进行开式风洞的设计搭建过程中,利用了数值模拟的方法对设计效果进行了预估。因为在搭建过程中不可避免的产生人为误差,所以需要在完成搭建过程后,对开式风洞试验段的流场品质进行测量。根据测量结果调节试验段的上下围板对试验流场进一步优化。试验主要进行了在无尾迹情况下流场参数的测量和存在上游尾迹的情况下流场参数的测量。通过对试验结果的分析和计算,在对比两种试验条件下的流场情况发现,无上游尾迹的情况下,低压涡轮叶片的吸力面侧边界层逐渐加厚,并随着向下游的流动,气流的速度波动很大,湍流度也在某个位置急剧增大,并在下游产生了边界层的分离;存在上游尾迹的情况下,上游尾迹随着气流的流动进入到流道内,并对流道内流场产生干涉作用,速度和湍流度等参数并没有急剧的变化,无分离泡的存在,湍流度和间歇因子的值总体大于无尾迹存在的情况,说明上游尾迹诱导边界层发生了转捩,对边界层的分离起到了抑制作用。本文的研究结果对之后的低压涡轮叶片吸力面边界层特性的研究的进一步深化具有借鉴作用。

关键词：高升力低压涡轮叶片开式风洞热线风速仪边界层转捩

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