【摘要】：壓氣機(jī)作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)核心部件之一,提高其單級(jí)壓比可以有效減少發(fā)動(dòng)機(jī)級(jí)數(shù)、提高推重比。而作為提高單級(jí)壓比的有效手段之一,葉尖輪緣速度的增加將會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)超音,使得流道內(nèi)生成激波。激波一方面可以改善氣流靜壓升,另一方面會(huì)使得流動(dòng)損失增加,這種特性也使得激波成為超音速壓氣機(jī)研究核心之一。因此本文以典型超音速葉型為研究對(duì)象,分析氣動(dòng)參數(shù)的影響,深入研究抽吸方法對(duì)葉柵流道激波結(jié)構(gòu)和氣動(dòng)參數(shù)的影響,分析激波損失結(jié)構(gòu)。本文首先通過(guò)超音速平面葉柵DLR-PAV-1.5,進(jìn)行數(shù)值方法和網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證,模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致,證明了數(shù)值方法的準(zhǔn)確性。通過(guò)對(duì)影響流場(chǎng)的氣動(dòng)參數(shù)進(jìn)行研究,分析參數(shù)改變對(duì)流場(chǎng)激波結(jié)構(gòu)和氣動(dòng)性能的影響,分析總結(jié)了不同工況的葉柵流場(chǎng)激波結(jié)構(gòu)。對(duì)DLR-PAV-1.5葉柵進(jìn)行不同抽吸位置、抽吸量的模擬計(jì)算,得到了較好的抽吸方案。該方案的抽吸位置在距葉柵前緣0.65軸向弦長(zhǎng)處,抽吸量為進(jìn)口流量的0.204%,其總壓損失系數(shù)相比設(shè)計(jì)工況減少2.65%。通過(guò)對(duì)比不同抽吸角度,得出了在相同抽吸壓力下,垂直抽吸方案的抽吸流量比順流抽吸方案提高了10.3%、比逆流抽吸方案提高了19.1%。通過(guò)對(duì)比三種抽吸槽構(gòu)型,得出了倒斜角抽吸結(jié)構(gòu)(SS3方案)抽吸效果更佳,在相同抽吸壓力下,其抽吸量比垂直抽吸結(jié)構(gòu)(SS1方案)提高22%。對(duì)單槽抽吸、雙槽抽吸方案進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明雙槽抽吸方案有效改善了原單槽抽吸方案,該方案總壓損失系數(shù)對(duì)比設(shè)計(jì)工況結(jié)果減少3.37%。通過(guò)激波損失模型分析方法,發(fā)現(xiàn)在0.65抽吸位置進(jìn)行抽吸可明顯減小通道激波損失,而在0.75抽吸位置則效果不佳。葉型損失隨著抽吸位置的后移有所減小,脫體弓形激波造成的損失基本不受抽吸量影響。
【圖文】：

復(fù)雜性也使流場(chǎng)損失大大增加，旋渦結(jié)構(gòu)也被命名為通道渦、泄露復(fù)雜的渦系結(jié)構(gòu)。較高的逆壓梯度和內(nèi)部流動(dòng)更為復(fù)雜的情況下，軸流壓氣機(jī)發(fā)生流較高，而且壓氣機(jī)隨著載荷的不斷提高，分離對(duì)其性能也將造成更加此對(duì)壓氣機(jī)內(nèi)的流動(dòng)分離進(jìn)行細(xì)致的了解分析，并且通過(guò)對(duì)邊界層控制優(yōu)化壓氣機(jī)的內(nèi)部流場(chǎng)、以對(duì)壓氣機(jī)的總體性能進(jìn)行優(yōu)化提高。動(dòng)分離中層流與湍流附面層發(fā)生分離時(shí)有很大不同，湍流附面層在不會(huì)有明顯的分離點(diǎn)出現(xiàn)，非定常性更為明顯。盡管如此，兩者在分象基本一致。流場(chǎng)存在逆壓梯度和流體具有粘性是附面層發(fā)生分離 1-1 所示的即為二維下的流動(dòng)分離，由于壁面的幾何形狀，近壁面的在速度梯度，加之流體的粘性應(yīng)力，流體在流經(jīng)葉柵時(shí)會(huì)存在減速升面層厚度增加。附面層厚度不斷積累一定程度，又在流場(chǎng)中的逆壓梯面層逐漸從葉片表面分離，壁面分離便隨之產(chǎn)生，分離流體與主流區(qū)低流體速度并使得流動(dòng)更為無(wú)序，因此，流動(dòng)損失隨著分離程度不斷

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文流動(dòng)損失造成很大影響，并且從很早開(kāi)始，就有大意義的旋渦模型。，Herzig 等[4]就用煙跡實(shí)驗(yàn)的方式向世人證明了on 等[5]通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式驗(yàn)證了馬蹄渦概念，如圖形成，，一部分不斷發(fā)展，逐漸融入到下個(gè)通道中力面向下游發(fā)展。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：V233

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王洪偉;劉濤;寧方飛;;大小葉片壓氣機(jī)級(jí)的計(jì)算與實(shí)驗(yàn)校驗(yàn)[J];推進(jìn)技術(shù);2014年03期

2 賽慶毅;朱源嘉;戴韌;;小葉片對(duì)大轉(zhuǎn)角擴(kuò)壓葉柵出口流場(chǎng)的影響[J];熱能動(dòng)力工程;2014年01期

3 鐘兢軍;闞曉旭;陸華偉;韓少冰;甘久亮;;吸力面小翼對(duì)擴(kuò)壓葉柵旋渦結(jié)構(gòu)的影響[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2014年01期

4 丁晨;劉猛;張繼華;王浚;;變馬赫數(shù)條件下進(jìn)氣道邊界層吹除法數(shù)值模擬[J];推進(jìn)技術(shù);2013年10期

5 陸華偉;郭爽;鐘兢軍;張凱;陳浮;丁小娟;;帶根部間隙壓氣機(jī)靜葉流道流動(dòng)結(jié)構(gòu)研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2012年01期

6 高杰;高麗敏;韓偉;李曉軍;;附面層吹吸氣對(duì)跨音速葉柵氣動(dòng)性能影響的數(shù)值研究[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2011年01期

7 王掩剛;趙龍波;任思源;國(guó)瑞;;抽吸角度對(duì)高負(fù)荷、跨音速葉表附面層抽吸效應(yīng)研究[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2010年05期

8 蘭發(fā)祥;周拜豪;梁德旺;黃國(guó)平;;跨、超聲速吸附式壓氣機(jī)平面葉柵試驗(yàn)[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2010年05期

9 于賢君;劉寶杰;張志博;趙斌;;近失速狀態(tài)下壓氣機(jī)靜子通道內(nèi)的三維流動(dòng)[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2009年01期

10 王掩剛;程榮輝;蘭發(fā)祥;劉波;;吸附式葉柵抽吸流與激波相干性研究[J];燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究;2008年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 邱名;高級(jí)壓比軸流壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子通道內(nèi)激波組織研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

2 張華良;采用葉片彎/掠及附面層抽吸控制擴(kuò)壓葉柵內(nèi)渦結(jié)構(gòu)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 崔文琦;低反力度超音速壓氣機(jī)靜子葉型及流動(dòng)控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

2 王凱;超音流動(dòng)中非對(duì)稱斜坡型渦流發(fā)生器結(jié)構(gòu)參數(shù)化分析[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所);2016年

本文編號(hào)：2696050