鋸齒尾緣可以形成流向渦,加劇葉片尾跡剪切層與主流之間摻混,改變下游葉排的來(lái)流攻角,可作為一種壓氣機(jī)被動(dòng)流動(dòng)控制擴(kuò)穩(wěn)技術(shù),具有一定實(shí)用潛力和應(yīng)用價(jià)值。本文針對(duì)鋸齒尾緣靜子葉片排對(duì)低速軸流壓氣機(jī)性能影響作了深入探究。采用分離渦模擬的方法計(jì)算了亞音速鋸齒尾緣平面葉柵。研究表明,正攻角下鋸齒切割破碎尾跡分離渦,并形成發(fā)卡渦;負(fù)攻角下通過(guò)勢(shì)干擾影響葉盆分離渦的強(qiáng)度和脫落頻率。進(jìn)一步研究表明,尖齒整體優(yōu)于寬齒,鋸齒對(duì)尾跡虧損的作用效果與葉柵進(jìn)氣攻角以及鋸齒對(duì)流場(chǎng)渦系發(fā)展的作用機(jī)理緊密聯(lián)系。開(kāi)展了鋸齒尾緣靜子葉片排對(duì)2.5級(jí)低速軸流壓氣機(jī)性能影響研究。研究表明,近失穩(wěn)工況下,第一種鋸齒改型提升了第一級(jí)壓升,而損失幾乎不變,第二級(jí)性能則全面惡化。第二種鋸齒改型使得第一級(jí)性能全面惡化,但第二級(jí)壓氣機(jī)總壓損失全面下降。壓氣機(jī)壓升能力也有部分提升。兩種鋸齒改型都使得壓氣機(jī)的性能全面下降,第二種鋸齒改型較之第一種更加嚴(yán)重。然而,第二種鋸齒卻提高了壓氣機(jī)的穩(wěn)定工作范圍,這可能與其改善了轉(zhuǎn)子的葉尖流動(dòng)有關(guān)。對(duì)比分析平面葉柵、壓氣機(jī)的結(jié)果發(fā)現(xiàn),壓氣機(jī)中鋸齒尾緣對(duì)葉柵的影響與平面葉柵中有所區(qū)別,鋸齒齒間流動(dòng)部分了繼承了平面葉柵中的特性,但對(duì)下游葉排的攻角影響不大,總壓損失也與平面葉柵存在差異。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V233
【部分圖文】：

層流附面層相比，湍流附面層較難發(fā)生流動(dòng)分離，盡管湍流附面層的壁面剪切應(yīng)力以及失較大，但是綜合效果明顯，可以一定程度推遲或者防止附面層分離的發(fā)生。（2）渦流發(fā)生器渦流發(fā)生器因設(shè)置在流體壁面而產(chǎn)生特定渦流，促進(jìn)主流與附面層動(dòng)量交換，改善速度分布，從而改變逆壓梯度的分布達(dá)到控制流動(dòng)分離的目的。（3） 導(dǎo)流葉片導(dǎo)流片主要通過(guò)正常葉片之間設(shè)置小葉片的方式影響附面層渦量的擴(kuò)散、遷移，隔的局部逆壓，使之不能形成連續(xù)的逆壓梯度區(qū)，通過(guò)削弱流動(dòng)分離的形成因素達(dá)到控制離的目的，該方法廣泛應(yīng)用于彎道、離心壓氣機(jī)等，有效的減少了氣動(dòng)損失。（4） 可調(diào)靜子可調(diào)靜子是壓氣機(jī)中極為常用的提高性能的方法，且調(diào)節(jié)的角度往往需要明確到各各轉(zhuǎn)速，比較具有代表性的是 1986 年 NASA 的一個(gè)研究。Steinke[3]設(shè)計(jì)的一臺(tái) 5 級(jí) 9.27的核心軸流壓氣機(jī) 74A，并對(duì)其中的帶進(jìn)口導(dǎo)葉的前 3 級(jí)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)他借助 P&W 公司和美國(guó)空軍聯(lián)合開(kāi)發(fā)的葉片角度設(shè)置優(yōu)化程序進(jìn)行了計(jì)算分析，調(diào)節(jié)度后提高了使壓氣機(jī)達(dá)到了目標(biāo)性能，調(diào)節(jié)參數(shù)如圖 1.2 所示。

層流附面層相比，湍流附面層較難發(fā)生流動(dòng)分離，盡管湍流附面層的壁面剪切應(yīng)力以及失較大，但是綜合效果明顯，可以一定程度推遲或者防止附面層分離的發(fā)生。（2）渦流發(fā)生器渦流發(fā)生器因設(shè)置在流體壁面而產(chǎn)生特定渦流，促進(jìn)主流與附面層動(dòng)量交換，改善速度分布，從而改變逆壓梯度的分布達(dá)到控制流動(dòng)分離的目的。（3） 導(dǎo)流葉片導(dǎo)流片主要通過(guò)正常葉片之間設(shè)置小葉片的方式影響附面層渦量的擴(kuò)散、遷移，隔的局部逆壓，使之不能形成連續(xù)的逆壓梯度區(qū)，通過(guò)削弱流動(dòng)分離的形成因素達(dá)到控制離的目的，該方法廣泛應(yīng)用于彎道、離心壓氣機(jī)等，有效的減少了氣動(dòng)損失。（4） 可調(diào)靜子可調(diào)靜子是壓氣機(jī)中極為常用的提高性能的方法，且調(diào)節(jié)的角度往往需要明確到各各轉(zhuǎn)速，比較具有代表性的是 1986 年 NASA 的一個(gè)研究。Steinke[3]設(shè)計(jì)的一臺(tái) 5 級(jí) 9.27的核心軸流壓氣機(jī) 74A，并對(duì)其中的帶進(jìn)口導(dǎo)葉的前 3 級(jí)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)他借助 P&W 公司和美國(guó)空軍聯(lián)合開(kāi)發(fā)的葉片角度設(shè)置優(yōu)化程序進(jìn)行了計(jì)算分析，調(diào)節(jié)度后提高了使壓氣機(jī)達(dá)到了目標(biāo)性能，調(diào)節(jié)參數(shù)如圖 1.2 所示。

圖 1.3 機(jī)匣引氣原理圖 的路易斯研究中心對(duì)一臺(tái)半開(kāi)式單級(jí)高速軸流壓氣機(jī)驗(yàn)以對(duì)照[5] [6]。他們發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)子為葉尖臨界轉(zhuǎn)子的情有了較好的拓展。在此基礎(chǔ)上，Bailey 和 Voit[7]也得的研究進(jìn)一步深化。如 Walter 和 Osborn[8]廣泛對(duì)各種壁面處理的方法時(shí)，考慮的主要因素有：孔隙率，振種周向，軸向，斜向槽縫，并分別對(duì)均勻進(jìn)氣，周向比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，大多數(shù)壁面處理都擴(kuò)寬了失速裕詳細(xì)定量分析，確定了孔槽連通集氣室的面積、孔槽

【參考文獻(xiàn)】

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1 李亮;葉尖射流對(duì)壓氣機(jī)穩(wěn)定性影響研究[D];南京航空航天大學(xué);2013年

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2 黃乾;基于大渦模擬的鋸齒尾緣翼型流動(dòng)分析及氣動(dòng)噪聲預(yù)測(cè)[D];清華大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2833955