【摘要】：先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)技術(shù)的發(fā)展對推重比和氣動效率提出越來越高的要求。高負(fù)荷擴(kuò)壓葉型能實現(xiàn)高級壓比的要求,但同時帶來了葉柵通道內(nèi)部二次流和流動分離加劇的難題。為了解決這一難題,在高負(fù)荷擴(kuò)壓葉柵中采用附面層抽吸技術(shù),改善葉柵通道流動分離和二次流,優(yōu)化流場結(jié)構(gòu),提高葉柵氣動性能,這是一種極具潛力和實用性的流動控制方式。本論文在由亞聲速高負(fù)荷擴(kuò)壓葉型NACA0065-K48構(gòu)成的矩形靜葉葉柵中開展數(shù)值模擬研究。數(shù)值模擬研究使用商業(yè)CFD軟件ANSYS CFX開展,選取SST湍流模型,數(shù)值方法進(jìn)行了有效地校核。以總壓損失系數(shù)作為衡量葉柵氣動性能的指標(biāo),結(jié)合壁面極限流譜、型面靜壓系數(shù)分布和旋渦識別準(zhǔn)則(渦量準(zhǔn)則/Q準(zhǔn)則)等手段,首先研究了原型葉柵的流場結(jié)構(gòu)和氣動性能的變沖角特性;在該基礎(chǔ)上,于葉柵通道中部近吸力面開設(shè)流向槽,進(jìn)行端壁附面層抽吸,經(jīng)過系統(tǒng)研究和綜合分析,獲得在寬廣的變沖角范圍內(nèi)端壁附面層抽吸對高負(fù)荷擴(kuò)壓葉柵的流場結(jié)構(gòu)優(yōu)化和氣動性能提升的控制機(jī)理。本文研究表明,在高負(fù)荷擴(kuò)壓原型葉柵通道流場中,除了典型旋渦,柵后還存在兩個分別位于發(fā)源于吸力面?zhèn)群蛪毫γ鎮(zhèn)鹊募忻撀錅u,且這兩個渦結(jié)構(gòu)對葉柵氣動性能影響顯著。原型葉柵在設(shè)計沖角(i=-6°)下?lián)p失最小,正沖角范圍內(nèi)隨沖角增加葉柵氣動性能惡化加劇,沖角i=6°時葉柵失速;角區(qū)分離和吸力面附面層分離引起的損失是葉柵流動損失的主要部分。抽吸方案中,在寬廣的變沖角范圍內(nèi)(i=-9°~6°),采用合適的抽吸流量,抽吸總能有效降低高負(fù)荷擴(kuò)壓葉柵的總壓損失,最優(yōu)抽吸流量隨沖角增加由入口流量的0.5%逐漸增大至入口流量的2.0%。當(dāng)沖角i?0時,抽吸流量增大至一定程度,角區(qū)分離形態(tài)由閉式分離變?yōu)殚_式分離,分離起始點移動至抽吸槽后端下游,角區(qū)分離被推遲且被有效削弱,分離范圍大幅縮小,位于角區(qū)/吸力面?zhèn)任簿壍募忻撀錅u被消除,通道渦被削弱,葉柵氣動性能得到極大提升;繼續(xù)增大抽吸流量,收益增幅已不大;沖角i=0°的抽吸葉柵,抽吸流量為入口流量的2.0%時,葉柵總壓損失系數(shù)降幅高達(dá)41.4%。當(dāng)沖角i＞0°?時,抽吸槽位于角區(qū)分離起始點下游,采用大抽吸流量才能縮小減角區(qū)分離影響范圍,一定程度上降低流動損失,但無法從本質(zhì)上改變?nèi)~柵通道角區(qū)分離形態(tài);抽吸流量較小時,葉柵氣動性能和流場結(jié)構(gòu)反而會被惡化。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V231

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2 鮑鋒,黃熙君;亞音擴(kuò)壓器壁面開槽技術(shù)的試驗研究[J];航空學(xué)報;1988年10期

3 李永光,費祥麟;曲率對二維曲壁擴(kuò)壓通道中流動的影響[J];應(yīng)用力學(xué)學(xué)報;1988年01期

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5 李靜宇;陳楓;;高塑性碳鋼缸體的深孔擴(kuò)壓[J];礦山機(jī)械;1983年07期

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7 葉志鵬,馬鐵;擴(kuò)壓因子在子午加速軸流風(fēng)機(jī)設(shè)計中的應(yīng)用[J];熱力發(fā)電;1991年05期

8 吳國釧;擴(kuò)壓通道內(nèi)可允許的最大壓力梯度的確定準(zhǔn)則[J];力學(xué)學(xué)報;1984年06期

9 安柏濤,韓萬今,蘆文才,王仲奇;子午擴(kuò)壓對環(huán)形葉柵流道內(nèi)旋渦發(fā)生和發(fā)展的影響[J];航空動力學(xué)報;2000年04期

10 朱義倫,顧宏中,王伯年;柴油機(jī)擴(kuò)壓排氣支管的冷態(tài)性能研究[J];上海交通大學(xué)學(xué)報;1997年07期

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2 雷洋;傅鑫;;擴(kuò)壓葉柵葉尖區(qū)域漩渦結(jié)構(gòu)分析[A];第九屆全國流體力學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2016年

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4 王東;劉建明;李昊;趙展;;擴(kuò)壓平面葉柵端壁流動控制仿真與試驗研究[A];第四屆全國非定�？諝鈩恿W(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2018年

5 陳少龍;侯安平;周盛;;擴(kuò)壓式葉柵非定常分離流機(jī)理研究的頻譜分析[A];第七屆全國空氣彈性學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2001年

6 鄭雨晨;陸華偉;王旭;張海鑫;黃宇軒;;周向槽抽吸影響高負(fù)荷擴(kuò)壓葉柵氣動性能的數(shù)值研究[A];中國航天第三專業(yè)信息網(wǎng)第三十八屆技術(shù)交流會暨第二屆空天動力聯(lián)合會議論文集——發(fā)動機(jī)內(nèi)流氣動技術(shù)[C];2017年

7 陸存樂;龔初光;王士林;;采用準(zhǔn)瞬時擴(kuò)壓的PCM編碼新技術(shù)[A];1985年全國微波會議論文集[C];1985年

8 楊榮菲;周盛;;平面擴(kuò)壓葉柵旋渦流動時空結(jié)構(gòu)分析初探[A];第十屆全國空氣彈性學(xué)術(shù)交流會會議論文集[C];2007年

9 潘雷;李剛;陳寶明;;擴(kuò)壓風(fēng)道型建筑風(fēng)能利用的探討[A];全國暖通空調(diào)制冷2010年學(xué)術(shù)年會資料集[C];2010年

10 熊勁松;侯安平;周盛;;擴(kuò)壓式葉柵非定常分離流機(jī)理研究的時域分析[A];第七屆全國空氣彈性學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2001年

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9 余孟晗;高負(fù)荷分叉擴(kuò)壓葉片設(shè)計方法及其氣動性的數(shù)值研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

10 魏江黎;導(dǎo)葉擴(kuò)壓式風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化[D];大連理工大學(xué);2015年

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本文編號：2606605