【摘要】：隨著大涵道比渦扇發(fā)動機直徑的增加,進氣道地面渦問題也變得越來越嚴重且不可消除。地面渦被吸入進氣道會造成進氣道內(nèi)總壓損失,會使壓氣機葉片發(fā)生振動,隨著地面渦吸入的雜物會損壞壓氣機及渦輪葉片,對發(fā)動機造成很嚴重的影響。本文以縮比的短艙進氣道模型為研究對象,對其進行網(wǎng)格劃分。通過數(shù)值計算的方法得出在逆風條件下不同的影響因素對地面渦結構以及其氣動特性的影響。首先,利用國外的實驗數(shù)據(jù)與本文的仿真結果進行對比來驗證數(shù)值計算的可靠性。其次,在逆風條件下,考慮來流速度和離地間隙對地面渦氣動特性的影響。結果表明隨著遠前方來流速度的增加地面渦氣動特性曲線均是先增大后減小且地面渦的旋轉方向會發(fā)生改變,并且旋轉方向發(fā)生改變時,地面渦氣動特性曲線會發(fā)生階躍現(xiàn)象。隨著離地間隙的增大,在同樣的遠前方來流速度下,地面渦強度、總壓畸變會減小。不同的離地間隙下地面渦氣動特性曲線先增大后減小,但是氣動特性曲線的峰值會出現(xiàn)滯后現(xiàn)象。之后重點考慮速度梯度對地面渦氣動特性的影響。結果表明在Y方向速度梯度下近地截面形成的地面渦是一對渦,旋轉方向相反。速度梯度越大,地面渦強度,總壓畸變指數(shù)明顯變大,且峰值會出現(xiàn)滯后現(xiàn)象。在Z方向速度梯度下,近地截面形成的地面渦是一個單渦結構,在進氣道上方也會形成一個渦體。地面渦強度、總壓畸變指數(shù)會先增大后減小,峰值不會出現(xiàn)滯后現(xiàn)象。最后,從地面渦強度、總壓畸變、旋流畸變這幾個方面對發(fā)動機地面渦氣動特性進行評價。結果表明隨著進氣角度的增大,地面渦強度、總壓畸變指數(shù)都會變大。進氣道出口形成的旋流從一對相向旋轉的渦逐漸向一個單渦過渡。當進氣角度達到90°即變成純側風工況時,由于壁面附面層影響,在進氣道壁面會形成小的旋流。整體渦指數(shù)逐漸增大,對渦指數(shù)減小,旋流從典型的對渦結構轉變?yōu)榫植繙u流結構。本文也采用了SC_(60)、CC_(60)、C_(60)來評價旋流畸變,并且指出隨工況的不同所用的評價指標也應相應的變化。當進氣角度為從0°~50°時,采用C_(60)、CC_(60)來全面的評價旋流畸變。當進氣角度為從50°~90°時,可以采用SC_(60)來評價旋流畸變。以上研究可以為以后評價地面渦的工作提供相應的參考。
【學位授予單位】：中國民航大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：V231
【圖文】：

中國民航大學碩士學位論文第一章 緒論1.1 研究背景由于對噪聲小和高效節(jié)能的發(fā)動機的需求不斷增長，更大的涵道比渦輪風扇發(fā)需求量變的更大。由于風扇直徑很大，使發(fā)動機的直徑比以前也變得更大。對于式翼吊發(fā)動機，當發(fā)動機接近地面，且處于靜態(tài)或接近靜態(tài)時，在地面和發(fā)動機會有地面渦產(chǎn)生。隨著 20 世紀 50 年代大型客機的涌現(xiàn)，地面渦迅速被確定成為很嚴重的問題，且不可消除，并且高速旋轉的地面渦會給發(fā)動機帶來許多危害，飛機的飛行安全。

圖 2-1 進氣流管示意圖口前緣最低點到地面的距離h與進氣道中徑Dl的比值離地間隙來反應進氣流管與地面交互的程度。當離地即速度比較大時，此時進氣流管尺寸很大，與地面交隙較大，速度比較小，進氣流管尺寸較小時，與地面

圖 2-1 進氣流管示意圖緣最低點到地面的距離h與進氣道中徑Dl間隙來反應進氣流管與地面交互的程度。度比較大時，此時進氣流管尺寸很大，與大，速度比較小，進氣流管尺寸較小時，

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