【摘要】：隨著現(xiàn)代航空技術(shù)的發(fā)展,對壓氣機(jī)性能的要求不斷提高,負(fù)荷不斷增加,使得壓氣機(jī)內(nèi)的流動狀況變差,嚴(yán)重時會出現(xiàn)流動分離,嚴(yán)重影響其性能。為了抑制流動分離,流動控制技術(shù)被應(yīng)用于壓氣機(jī)內(nèi)。合成射流作為一種先進(jìn)的流動控制技術(shù),相對其他流動控制技術(shù)有明顯的優(yōu)勢,為顯著提升壓氣機(jī)性能提供了高效的方法和途徑,因此,研究合成射流對壓氣機(jī)流動控制的機(jī)理對于提升壓氣機(jī)性能具有重要的意義和價值。本文采用數(shù)值模擬的方法,分別在二維和三維葉柵內(nèi)考察合成射流對流動控制的影響。在二維葉柵內(nèi),主要考察單縫合成射流的激勵參數(shù)對流動控制的影響,激勵參數(shù)包括激勵頻率、動量系數(shù)、射流偏角、激勵位置,激勵頻率的作用是對流場施加周期性擾動,在合適的條件下將原葉柵的分離流動轉(zhuǎn)化為合成射流與葉柵內(nèi)流體相互作用的周期性流動,動量系數(shù)主要影響合成射流向葉柵內(nèi)的動量注入量,射流偏角影響合成射流對近壁流動的作用強(qiáng)度及向葉柵內(nèi)注入的切向動量大小,激勵位置則影響合成射流的注入動量在葉柵內(nèi)的分布,同時考察了雙縫合成射流對流動控制的影響,雙縫合成射流在合適的參數(shù)下比單縫合成射流具有更好的抑制葉柵流動分離的能力。在三維葉柵中,單縫合成射流的動量系數(shù)影響合成射流向葉柵內(nèi)的動量注入量,激勵位置影響合成射流動量注入在吸力面及端壁角區(qū)的分布,從而影響吸力面及角區(qū)的流動分離,射流偏角主要影響合成射流對近壁流動的作用強(qiáng)度及切向動量的大小;同時激勵器布置方式也被考察以抑制流動分離。通過對二維、三維葉柵內(nèi)合成射流的考察,合成射流對葉柵流動分離的流動控制機(jī)理是合成射流通過流體的輸運、剪切、摻混作用實現(xiàn)注入動量在易發(fā)生流動分離位置的恰當(dāng)分布以改善邊界層的速度分布,從而抑制流動分離。不同形式的合成射流對流動控制的影響不同,實質(zhì)上是由于合成射流注入葉柵內(nèi)的動量分布不同,從而對流動分離的影響不同。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V232
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文技術(shù)的研究現(xiàn)狀究現(xiàn)狀技術(shù)的提出術(shù)的歷史最早可以追溯到二十世紀(jì)中期的 Ing研究。十年代喬治亞理工大學(xué)的 Glezer 等[6-8]提出合式合成射流激勵器開展了一系列關(guān)于合成射流壓電式合成射流激勵器工作原理的示意圖，在場中產(chǎn)生一系列的渦對，并不斷向下游發(fā)展，需要外界供給附加質(zhì)量的流體。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文了考察，并和實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，層流情況與實，模擬采用了四種湍流模型，其中 RNG k-ε 模型據(jù)。[12]提出了二維和軸對稱合成射流形成條件，文獻(xiàn)數(shù)據(jù)與這一形成條件一致。等[13]采用三維直接數(shù)值模擬方法研究了合成射流值模擬捕捉到了肋狀二次渦結(jié)構(gòu)，這些二次渦結(jié)構(gòu)渦對轉(zhuǎn)捩成充分發(fā)展的湍流，如圖 1-2 所示，模擬射流轉(zhuǎn)捩過程中的渦結(jié)構(gòu)（等值面 λi=1.0）。

圖 1-3 合成射流形成的參數(shù)圖[15]1.2.1.3 橫向來流下合成射流與邊界層的相互作用Mittal 等[17]采用二維數(shù)值模擬的方法考察了合成射流與平板邊界層的相互作用的過程，詳細(xì)考察了來流雷諾數(shù)對合成射流的影響，通過對比發(fā)現(xiàn)：在其他條件不變的情況下，隨著來流邊界層厚度雷諾數(shù)的增加，合成射流穿透邊界層的能力在減弱，合成射流形成的機(jī)制受到來流的顯著影響，圖 1-4 的渦量圖展示了合成射流最大吹氣速度時不同邊界層厚度雷諾數(shù)對合成射流的影響。Zhong 等[18]采用染色可視考察了合成射流與層流邊界層的相互作用，在所選取的實驗參數(shù)下觀察到三種渦結(jié)構(gòu)，分別是發(fā)卡渦、拉伸渦環(huán)、扭曲渦環(huán)。Zhou 等[19]采用數(shù)值模擬的方法考察了合成射流與平板邊界層的相互作用，主要分析了合成射流形成的兩種典型渦結(jié)構(gòu)：高度拉伸的發(fā)卡渦和扭曲渦環(huán)。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2781298