燃?xì)廨啓C是以連續(xù)流動的氣體為工質(zhì)帶動葉輪高速旋轉(zhuǎn),將燃料的能量轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ膬?nèi)燃式動力機械,在航空航天、發(fā)電運輸以及各種工業(yè)領(lǐng)域中占有重要的地位。而由于葉頂間隙的存在,主流因流動特性會在葉頂間隙區(qū)域產(chǎn)生泄漏流,從而造成較大的流動損失,降低燃?xì)廨啓C輸出功率,也會對葉片葉頂造成嚴(yán)重的熱損壞,縮短燃?xì)廨啓C使用壽命。因此研究葉頂泄漏流的產(chǎn)生機理,降低其影響具有重要意義。而本文將機匣噴氣這一概念引用到葉頂間隙區(qū)域,通過數(shù)值模擬的方式研究了機匣噴氣對于葉頂泄漏流的影響。首先,建立凹槽葉頂與機匣壁面的模型,選取SST k-ω湍流模型,采用數(shù)值計算的方法對凹槽葉頂通道內(nèi)的流動特性進行定常研究。通過比較不同吹風(fēng)比下的葉頂傳熱系數(shù)、腔內(nèi)速度與流線分布、截面冷卻效率、馬赫數(shù)、表面極限流線、總壓損失系數(shù),得到吹風(fēng)比大小對葉頂泄漏流的影響。結(jié)果表明:吹風(fēng)比的加入可以降低葉根處通道渦的損失,但會加大葉頂處通道渦沿葉高的損失范圍;吹風(fēng)比的增加可以有效地改善機匣壁面的高溫分布,提高整個凹槽腔內(nèi)的冷卻效率;泄漏流的變化與吹風(fēng)比的變化并不一致,當(dāng)吹風(fēng)比從0增長至1.0時,機匣噴氣對吸力面壁面泄漏渦的出現(xiàn)有促進作用;增加吹... 

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號表
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外關(guān)于葉頂泄漏流的研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
    1.3 本文研究內(nèi)容
第2章 湍流模型與計算方法
    2.1 基本控制方程
        2.1.1 質(zhì)量守恒方程
        2.1.2 動量守恒方程
        2.1.3 能量守恒方程
        2.1.4 組分質(zhì)量守恒方程
    2.2 邊界條件
    2.3 離散格式
        2.3.1 中心差分格式
        2.3.2 一階迎風(fēng)格式
        2.3.3 二階迎風(fēng)格式
    2.4 湍流模型
        2.4.1 RNG k-ε模型
        2.4.2 SST k-ω模型
        2.4.3 大渦模擬
    2.5 本章小結(jié)
第3章 不同吹風(fēng)比對葉頂泄漏流影響分析
    3.1 物理模型與計算方法
        3.1.1 數(shù)值計算模型
        3.1.2 數(shù)值計算方法
        3.1.3 參數(shù)定義
        3.1.4 模型驗證
    3.2 計算結(jié)果與分析
        3.2.1 吹風(fēng)比變化對凹槽內(nèi)部流場的影響
        3.2.2 吹風(fēng)比變化對凹槽腔內(nèi)溫度分布的影響
        3.2.3 吹風(fēng)比變化對凹槽腔內(nèi)冷卻效率的影響
        3.2.4 吹風(fēng)比變化對凹槽平面馬赫數(shù)分布的影響
        3.2.5 吹風(fēng)比變化對葉片吸力面壁面極限流線分布的影響
        3.2.6 吹風(fēng)比變化對出口截面總壓損失系數(shù)的影響
    3.3 本章小結(jié)
第4章 不同相對平移速度對葉頂泄漏流影響分析
    4.1 相對平移物理模型
    4.2 計算結(jié)果及分析
        4.2.1 相對平移速度對凹槽內(nèi)部流場的影響
        4.2.2 相對平移速度對凹槽腔內(nèi)溫度分布的影響
        4.2.3 相對平移速度對機匣冷卻效率的影響
        4.2.4 相對平移速度對凹槽平面馬赫數(shù)分布的影響
        4.2.5 相對平移速度對葉片壁面極限流線的影響
        4.2.6 相對平移速度對出口截面總壓損失系數(shù)的影響
    4.3 本章小結(jié)
第5章 機匣噴氣對葉頂泄漏流影響機理分析
    5.1 非定常數(shù)值模擬計算方法
    5.2 流域渦系結(jié)構(gòu)分布
    5.3 葉頂馬赫數(shù)分布非定常變化規(guī)律
        5.3.1 吹風(fēng)比變化對截面馬赫數(shù)分布的影響
        5.3.2 相對運動速度變化對截面馬赫數(shù)分布的影響
    5.4 頻譜分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]氣膜孔位置對突肩葉尖氣膜冷卻效率的影響[J]. 成鋒娜,常海萍,張鏡洋,田興江,杜治能.  航空動力學(xué)報. 2017(08)
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[7]帶冠噴氣渦輪葉柵氣動性能研究[J]. 劉艷,張敏,張夢超,張?zhí)忑?賀櫻.  工程熱物理學(xué)報. 2017(01)
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本文編號：3725382