本文關(guān)鍵詞：鋸齒尾緣葉片的氣動(dòng)性能研究

  更多相關(guān)文章： 鋸齒尾緣 氣動(dòng)性能 尾跡流動(dòng) 平面葉柵 渦分布

【摘要】：作為航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的主要部件,風(fēng)扇/壓氣機(jī)的性能節(jié)節(jié)攀升,主要表現(xiàn)在滿足穩(wěn)定裕度條件下,單級(jí)壓比、總壓比和效率的不斷提升。然而,隨著風(fēng)扇/壓氣機(jī)級(jí)負(fù)荷的不斷提高,對(duì)其各項(xiàng)性能也提出了更加苛刻的要求。而穩(wěn)定性是其中最重要的性能指標(biāo)之一,因此,提升風(fēng)扇/壓氣機(jī)的穩(wěn)定性,也就可以有效提高風(fēng)扇/壓氣機(jī)的壓比,使得研制出更加高效率高負(fù)荷的風(fēng)扇/壓氣機(jī)成為可能。鑒于葉片尾跡對(duì)下游葉片瞬態(tài)攻角、葉背附面層的影響,從而影響壓氣機(jī)穩(wěn)定性,設(shè)想通過合理組織尾跡流來改善壓氣機(jī)的穩(wěn)定性,提出一種利用鋸齒流向渦管對(duì)主流卷吸、以及流向渦管與尾跡剪切層的相互作用用于增強(qiáng)風(fēng)扇/壓氣機(jī)穩(wěn)定性的鋸齒尾緣葉片�？紤]到壓氣機(jī)內(nèi)部鋸齒尾緣葉片研究的復(fù)雜性,本文主要研究鋸齒尾緣葉片對(duì)平面葉柵性能的影響。關(guān)于鋸齒尾緣葉片的具體形式,本文選取了三種鋸齒尾緣形狀的葉片:三角齒、梯形齒、圓齒。本文利用計(jì)算流體力學(xué)原理數(shù)值模擬計(jì)算了三種鋸齒尾緣葉片及基準(zhǔn)葉片平面葉柵的流場(chǎng),分析了其固有的非定常流動(dòng)。此外,在平面葉柵風(fēng)洞試驗(yàn)臺(tái)上完成了三角形鋸齒尾緣葉片和基準(zhǔn)葉片的實(shí)驗(yàn),得出了兩種平面葉柵的流動(dòng)特性并加以分析。通過數(shù)值模擬計(jì)算及實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)三種形狀的鋸齒尾緣葉片都可以有效降低總壓損失,但同時(shí)氣流轉(zhuǎn)折角也降低了,這表明鋸齒尾緣葉片的輪緣功下降了。通過對(duì)鋸齒尾緣葉片及基準(zhǔn)葉片平面葉柵流場(chǎng)的研究,可以發(fā)現(xiàn)鋸齒尾緣葉片可以抑制葉片表面分離渦的形成與發(fā)展,使葉片尾跡區(qū)內(nèi)各參數(shù)分布更加均勻,可以有效改善葉片尾跡形態(tài)、加強(qiáng)尾跡與主流間的摻混、降低尾跡虧損�？傮w分析,三角形鋸齒尾緣葉片的總體性能最好�？梢灶A(yù)期這可以有效降低上游葉片尾跡對(duì)下游葉片流動(dòng)的負(fù)面影響,從而延緩誘發(fā)壓氣機(jī)失速,拓寬壓氣機(jī)穩(wěn)定裕度。
【關(guān)鍵詞】：鋸齒尾緣 氣動(dòng)性能 尾跡流動(dòng) 平面葉柵 渦分布
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V231.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-12
• 注釋表12-13
• 第一章 緒論13-22
• 1.1 研究背景和意義13-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3 研究目標(biāo)和主要研究內(nèi)容及研究方案19-22
• 1.3.1 研究目標(biāo)19
• 1.3.2 研究內(nèi)容19
• 1.3.3 研究方案19-22
• 第二章 數(shù)值模擬的基本原理及方法22-29
• 2.1 計(jì)算流體力學(xué)的基本原理22-24
• 2.1.1 流動(dòng)控制方程22
• 2.1.2 湍流模型22-24
• 2.1.3 湍流模型對(duì)網(wǎng)格的要求24
• 2.2 數(shù)值模擬方法24-28
• 2.2.1 計(jì)算模型24-26
• 2.2.2 計(jì)算網(wǎng)格26-27
• 2.2.3 湍流模型與邊界條件27
• 2.2.4 網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證27-28
• 2.3 小結(jié)28-29
• 第三章 鋸齒尾緣葉片性能的數(shù)值模擬研究29-49
• 3.1 鋸齒尾緣葉片平面葉柵正常特性分析29-32
• 3.2 鋸齒尾緣葉片及基準(zhǔn)葉片的流場(chǎng)對(duì)比分析32-48
• 3.2.1 鋸齒尾緣對(duì)流場(chǎng)總壓分布的影響32-37
• 3.2.2 鋸齒尾緣對(duì)流場(chǎng)速度分布的影響37-43
• 3.2.3 鋸齒尾緣對(duì)流場(chǎng)中渦分布的影響43-48
• 3.3 小結(jié)48-49
• 第四章 鋸齒尾緣葉片性能的實(shí)驗(yàn)研究49-75
• 4.1 風(fēng)洞、測(cè)量儀器、位移機(jī)構(gòu)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕榻B49-55
• 4.1.1 風(fēng)洞49-51
• 4.1.2 測(cè)量儀器51-52
• 4.1.3 位移機(jī)構(gòu)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)52-54
• 4.1.4 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/span>54-55
• 4.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮头桨?/span>55-58
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>55
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟55-57
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)需測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)57
• 4.2.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理57-58
• 4.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理及分析58-70
• 4.3.1 五孔探針的實(shí)驗(yàn)標(biāo)定58-60
• 4.3.2 鋸齒尾緣葉片及基準(zhǔn)葉片平面葉柵正常特性分析60-63
• 4.3.3 鋸齒尾緣對(duì)尾跡流動(dòng)的影響63-68
• 4.3.4 摻混效果評(píng)估68-70
• 4.4 實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析70-74
• 4.5 小結(jié)74-75
• 第五章 結(jié)論與展望75-77
• 5.1 總結(jié)75-76
• 5.2 展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-79
• 致謝79

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1136236