本文關(guān)鍵詞：軸流壓氣機(jī)內(nèi)三維定常旋渦結(jié)構(gòu)建模與分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展對(duì)壓氣機(jī)部件的氣動(dòng)性能提出了更高的要求。壓氣機(jī)內(nèi)的流動(dòng)是工程中最復(fù)雜的現(xiàn)象之一,其主要特征是復(fù)雜的渦系。旋渦的形成、發(fā)展和破裂,旋渦與主流的相互作用以及旋渦之間的作用決定了流動(dòng)的基本特征和受力情況。由于旋渦結(jié)構(gòu)直接影響到壓氣機(jī)的能量損失分布、效率和穩(wěn)定性,研究壓氣機(jī)流道內(nèi)的旋渦結(jié)構(gòu)和損失增加的機(jī)理具有重要意義。 首先,本文對(duì)某大轉(zhuǎn)角、高負(fù)荷矩形擴(kuò)壓葉柵進(jìn)行了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)研究。本實(shí)驗(yàn)采用L型五孔探針測(cè)量了3個(gè)沖角下的流道出口橫截面的流場(chǎng)信息,得到了出口截面的旋渦結(jié)構(gòu)分布,進(jìn)而使用數(shù)值模擬對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)充。 實(shí)驗(yàn)表明,在3個(gè)沖角下流道中都存在兩個(gè)通道渦。在-6°和0°沖角下,葉柵中氣體流動(dòng)狀態(tài)較好,流道中部存在兩個(gè)集中脫落渦。在+6°沖角下,全葉高出現(xiàn)分離,能量損失急劇增加。進(jìn)而,對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了分析,得出通道渦、集中脫落渦和壁角渦的演變規(guī)律。隨著沖角的增大,通道渦生成位置前移。 其次,本文研究了某型跨音速壓氣機(jī)級(jí)內(nèi)的旋渦結(jié)構(gòu)。共計(jì)算了設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速下的十三個(gè)工況點(diǎn),并繪制了壓氣機(jī)特性曲線(xiàn)。由數(shù)值結(jié)果可知,在設(shè)計(jì)工況下,流動(dòng)狀態(tài)較好。在近失速工況下,靜葉上半葉高和機(jī)匣處出現(xiàn)嚴(yán)重的分離。在阻塞工況下,靜葉底部和輪轂處出現(xiàn)分離。 由于壓氣機(jī)級(jí)流道橫截面的流線(xiàn)圖不能清晰的表明旋渦的發(fā)展,本文研究了一種二次流計(jì)算方法。進(jìn)而分析了設(shè)計(jì)工況、近阻塞工況和近失速工況下的靜葉流道橫截面的旋渦發(fā)展。在設(shè)計(jì)工況下,流道中存在上通道渦和上集中脫落渦以及通道渦衍生渦：在近阻塞工況下,流道中存在壓力面前緣分離渦、吸力面-輪轂角區(qū)分離渦和上集中脫落渦；在近失速工況下,流道中存在吸力面分離渦。
【關(guān)鍵詞】：矩形擴(kuò)壓葉柵 跨音壓氣機(jī)級(jí) 旋渦結(jié)構(gòu) 氣動(dòng)性能 實(shí)驗(yàn) 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TK474.81
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-22
• 1.1 課題研究背景和意義11
• 1.2 葉輪機(jī)械內(nèi)的旋渦模型11-17
• 1.2.1 葉輪機(jī)械經(jīng)典旋渦模型12-15
• 1.2.2 壓氣機(jī)葉柵旋渦結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 高負(fù)荷擴(kuò)壓葉柵的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 跨音速壓氣機(jī)級(jí)旋渦結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀18-20
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容20-22
• 第2章 實(shí)驗(yàn)裝置與數(shù)值模擬方法介紹22-34
• 2.1 引言22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)風(fēng)洞22-23
• 2.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)23-26
• 2.3.1 五孔探針及其校準(zhǔn)23-25
• 2.3.2 總壓和靜壓的測(cè)量25-26
• 2.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)26
• 2.5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法26-30
• 2.5.1 數(shù)據(jù)處理公式26-28
• 2.5.2 實(shí)驗(yàn)誤差分析28-30
• 2.6 數(shù)值模擬方法介紹30-33
• 2.6.1 數(shù)值模擬軟件介紹30
• 2.6.2 控制方程30-31
• 2.6.3 計(jì)算方法31
• 2.6.4 湍流模型介紹31-33
• 2.7 本章小結(jié)33-34
• 第3章 低速矩形擴(kuò)壓葉柵實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析34-48
• 3.1 引言34
• 3.2 實(shí)驗(yàn)葉型及實(shí)驗(yàn)方案介紹34-37
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)葉型參數(shù)34-35
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)方案35-36
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)臺(tái)來(lái)流附面層測(cè)量36-37
• 3.3 0°沖角矩形擴(kuò)壓葉柵流場(chǎng)性能分析37-41
• 3.3.1 不同出口截面總壓損失分析37-38
• 3.3.2 不同出口截面流線(xiàn)分析38-40
• 3.3.3 上端壁靜壓系數(shù)及等熵馬赫數(shù)云圖40-41
• 3.4 -6°沖角矩形擴(kuò)壓葉柵流場(chǎng)性能分析41-43
• 3.4.1 不同出口截面總壓損失分析41-42
• 3.4.2 不同出口截面流線(xiàn)分析42-43
• 3.4.3 上端壁靜壓系數(shù)及等熵馬赫數(shù)云圖43
• 3.5 +6°沖角矩形擴(kuò)壓葉柵流場(chǎng)性能分析43-46
• 3.5.1 不同出口截面總壓損失分析43-45
• 3.5.2 不同出口截面流線(xiàn)分析45
• 3.5.3 上端壁靜壓系數(shù)及等熵馬赫數(shù)云圖45-46
• 3.6 不同沖角下矩形擴(kuò)壓葉柵性能對(duì)比46-47
• 3.7 本章小結(jié)47-48
• 第4章 矩形擴(kuò)壓葉柵旋渦結(jié)構(gòu)建模與分析48-73
• 4.1 引言48
• 4.2 計(jì)算模型和邊界條件48-61
• 4.2.1 網(wǎng)格劃分方法48-49
• 4.2.2 邊界條件設(shè)置49
• 4.2.3 來(lái)流附面層對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果的影響49-51
• 4.2.4 湍流模型選擇51-61
• 4.5 不同沖角下擴(kuò)壓葉柵三維旋渦結(jié)構(gòu)分析61-68
• 4.5.1 0°沖角下矩形擴(kuò)壓葉柵內(nèi)三維旋渦結(jié)構(gòu)分析61-63
• 4.5.2 -6°沖角下矩形擴(kuò)壓葉柵內(nèi)三維旋渦結(jié)構(gòu)演化規(guī)律63-65
• 4.5.3 +6°沖角下矩形擴(kuò)壓葉柵內(nèi)三維旋渦結(jié)構(gòu)演化規(guī)律65-68
• 4.6 旋渦結(jié)構(gòu)演變規(guī)律分析68-71
• 4.6.1 通道渦的演變規(guī)律68-69
• 4.6.2 集中脫落渦的演變規(guī)律69-70
• 4.6.3 壁角渦的演變規(guī)律70-71
• 4.7 本章小結(jié)71-73
• 第5章 跨音速壓氣機(jī)級(jí)靜葉三維旋渦結(jié)構(gòu)建模與分析73-100
• 5.1 引言73
• 5.2 研究對(duì)象和數(shù)值模擬方法73-78
• 5.2.1 研究對(duì)象介紹73-74
• 5.2.2 數(shù)值模擬方法74-75
• 5.2.3 數(shù)值模擬精度校核75-78
• 5.3 壓氣機(jī)級(jí)的性能分析78-87
• 5.3.1 壓氣機(jī)級(jí)的特性線(xiàn)78-79
• 5.3.2 動(dòng)葉內(nèi)流場(chǎng)分析79-83
• 5.3.3 靜葉性能分析83-87
• 5.4 壓氣機(jī)級(jí)靜葉橫截面二次流計(jì)算方法探究87-89
• 5.4.1 二次流定義方法87
• 5.4.2 橫截面二次流計(jì)算方法87-88
• 5.4.3 橫截面流線(xiàn)圖和二次流線(xiàn)圖對(duì)比88-89
• 5.5 設(shè)計(jì)工況下壓氣機(jī)級(jí)靜葉旋渦結(jié)構(gòu)分析89-92
• 5.6 近阻塞工況下壓氣機(jī)級(jí)靜葉旋渦結(jié)構(gòu)分析92-95
• 5.7 近失速工況下壓氣機(jī)級(jí)靜葉旋渦結(jié)構(gòu)分析95-99
• 5.8 本章小結(jié)99-100
• 結(jié)論100-102
• 參考文獻(xiàn)102-106
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文106-107
• 致謝107

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