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航空动力学报 2019年第5期34卷 1153-1165页

作者：张兴发李军宋国兴周游天谢豪空军工程大学航空工程学院等离子体动力学重点实验室西安710038

以航空发动机稳定性评价体系中常用的插板实验为背景,分别进行低速、高亚声速、跨声速轴流压气机与插板畸变发生器的耦合数值仿真,研究插板畸变条件下压气机的流场特性以及不同类型压气机在插板畸变影响下的失速起始机制。研究发现:转... 详细信息

以航空发动机稳定性评价体系中常用的插板实验为背景,分别进行低速、高亚声速、跨声速轴流压气机与插板畸变发生器的耦合数值仿真,研究插板畸变条件下压气机的流场特性以及不同类型压气机在插板畸变影响下的失速起始机制。研究发现:转子进口截面的周向流动是影响低速压气机稳定边界的主要因素;插板角涡对转子叶顶泄漏涡的扰动是影响高亚声速压气机稳定边界的重要原因;畸变气流影响下的叶片通道内激波强度和位置的变化是影响跨声速压气机稳定边界的关键因素。

关键词：轴流压气机进气畸变插板式畸变发生器进气攻角插板角涡

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攻角和端壁滑移对凹槽叶顶间隙流动传热的影响

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热力发电 2016年第2期45卷 40-46页

作者：李广超张占东张魏寇志海沈阳航空航天大学辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室辽宁沈阳110136

以某燃气轮机高压涡轮动叶为研究对象,在主流雷诺数为9×104条件下,对进气攻角分别为-5°,0°,5°以及端壁有、无滑移时的凹槽叶顶旋涡结构和换热系数进行了数值模拟及实验验证。结果表明:压力系数模拟计算结果与实验数据吻合较好,说明... 详细信息

以某燃气轮机高压涡轮动叶为研究对象,在主流雷诺数为9×104条件下,对进气攻角分别为-5°,0°,5°以及端壁有、无滑移时的凹槽叶顶旋涡结构和换热系数进行了数值模拟及实验验证。结果表明:压力系数模拟计算结果与实验数据吻合较好,说明本文数值模拟结果有效;无端壁滑移时,叶顶靠近压力面侧前缘产生的泄漏涡向吸力面和尾缘同时发展,叶顶换热系数沿叶型中弧线方向减小;端壁滑移缩小了泄漏涡尺度,泄漏流均匀地从压力面流向吸力面;叶顶换热系数沿垂直于弦长方向减小;端壁滑移虽然降低了间隙内泄漏流速度,但却使叶顶平均换热系数略有增大;端壁滑移使3种攻角的叶顶最高换热系数分别降低了7.5%,8.1%和19.2%;攻角从-5°变化到5°,端壁滑移和无滑移时的最高换热系数分别降低了14.9%和22.4%,无论端壁有无滑移,叶顶平均换热系数均降低了约11.8%。

关键词：燃气轮机涡轮叶片凹槽叶顶换热系数间隙流动进气攻角端壁滑移数值模拟

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来流附面层特性对吸附式压气机叶栅影响的数值研究

来流附面层特性对吸附式压气机叶栅影响的数值研究

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作者：孙士珺哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着现代航空发动机高速发展，作为发动机的重要组成部分——压气机，其效率和稳定性制约和影响着整个发动机的性能。为提高整个航空发动机的推重比，要求在满足总压比的前提下，尽量减少压气机的级数增加级负荷以提高推重比，降低成本... 详细信息

随着现代航空发动机高速发展，作为发动机的重要组成部分——压气机，其效率和稳定性制约和影响着整个发动机的性能。为提高整个航空发动机的推重比，要求在满足总压比的前提下，尽量减少压气机的级数增加级负荷以提高推重比，降低成本。在压气机设计中，级负荷的增加常常利用提高气流折转角的措施来实现，在扩压叶栅的强逆压梯度下大折转角往往会导致大分离的发生。近年来，主动流动控制技术——附面层抽吸被广泛应用于高负荷压气机设计中。飞机在起飞、降落或战斗机在格斗状态时，其进口来流附面层特性常常会发生变化，对于吸附式压气机叶栅来说，来流附面层的变化对流场及负荷产生什么样的影响，目前对此的研究还不多见。本文旨在利用数值模拟手段研究进口来流附面层特性对吸附式压气机叶栅流场及性能的影响，以探索对于变工况条件下（进口附面层厚度、来流湍流度、来流攻角）时的最佳附面层抽吸量。本文的研究内容主要分为两部分，一是在设计攻角、中等湍流度（5%）前提下，对来流附面层厚度进行了分类，研究了两类附面层位移厚度/动量损失厚度变化对吸力面极限流线、三维流场及出口损失等的影响;讨论了来流湍流度变化（低、高湍流度）对叶栅流场及性能的影响;二是基于前者两类附面层厚度分布中的两个最大损失方案（A11和A24），讨论了中等湍流度（5%）下，来流攻角变化对流场及损失的影响，其次，针对来流最大附面层动量损失厚度，在极端攻角（-6°、+6°）情况下，讨论了湍流度变化对流场结构和性能的影响，最后本文探讨了抽吸流量的变化对极端进气条件（大攻角、大附面层厚度）下扩压叶栅流场及损失的影响，以探索变工况条件下如何合理变化抽吸流量来达到对流动和损失的控制。在对大量方案进行模拟计算后，本文得出几点结论：1)附面层厚度的增加会导致叶栅内的流动状况恶化，角区分离的范围和程度增加;2）随着攻角的增大，角区三维分离程度以及流动复杂性增加;3）进口附面层动量损失厚度在大攻角时更敏感，而当进口附面层动量损失厚度较小时，各来流湍流度方案的变工况特性相对较好;4）极端进气条件下，适当增加抽吸量可以有效缩小角区分离和回流的范围，提高气流折转能力，增加负荷，降低损失。

关键词：高负荷压气机进口附面层厚度湍流度进气攻角附面层吸除气动性能

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基于二氧化碳工质的向心透平气动性能研究

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热力透平 2019年第3期48卷 205-208,212页

作者：宋怀乐秦政杨康上海船用柴油机研究所上海201203 上海齐耀动力技术有限公司上海201203

以实际二氧化碳为工质,通过全三维黏性数值仿真模拟及试验研究的方法,对某闭式布雷顿循环系统的向心透平内部流动特性进行了详细研究。对透平内部10%、50%、90%叶高截面及30%、50%、70%流向截面的流动特性及流动损失进行总结。结果表明... 详细信息

以实际二氧化碳为工质,通过全三维黏性数值仿真模拟及试验研究的方法,对某闭式布雷顿循环系统的向心透平内部流动特性进行了详细研究。对透平内部10%、50%、90%叶高截面及30%、50%、70%流向截面的流动特性及流动损失进行总结。结果表明,数值仿真结果与试验结果吻和较好。随着叶轮转速不断提高,二氧化碳向心透平的稳定工作范围扩大,流通能力逐步增强。过大的进气攻角会造成动叶吸力面前缘出现流动分离,从而引发主流过膨胀,并沿流向出现逆压梯度。叶顶间隙泄漏流动是造成通道涡旋流动损失及叶片表面径向窜流损失的主要原因。研究成果可为以二氧化碳为工质的向心透平设计及变工况调节提供参考。

关键词：二氧化碳向心透平进气攻角流动损失

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