雨水是威脅飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定正常工作的重要因素之一。過量雨水的侵入,導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)性能發(fā)生惡化,出現(xiàn)失速、喘振、推力減小甚至熄火停車�，F(xiàn)代適航條款要求航空發(fā)動(dòng)機(jī)吸雨之后不熄火、不降轉(zhuǎn)速或不發(fā)生不可恢復(fù)的喘振或失速等,以應(yīng)對暴雨等惡劣天氣。然而目前雨水對發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響機(jī)制問題還沒有得到完全清晰的認(rèn)識(shí),為此,本文通過數(shù)值方法展開發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮部件吸雨特性的研究。本文首先基于歐拉-拉格朗日兩相流理論,考慮水滴的蒸發(fā)、破碎及碰撞等過程,利用源項(xiàng)構(gòu)建水滴與氣流間質(zhì)量、動(dòng)量及能量交換的雙向耦合機(jī)制,并建立轉(zhuǎn)子葉片表面水膜模型,用沙礫粗糙度來表征壁面水膜形態(tài),分析了單轉(zhuǎn)子壓氣機(jī)的吸雨特性;接著,基于HARIKA算法,加入氣液兩相流計(jì)算模塊,開發(fā)了壓氣機(jī)氣液兩相流動(dòng)一維計(jì)算程序,并分析了多級(jí)軸流壓氣機(jī)的吸雨特性。三維數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明,由于水滴受到慣性力作用較強(qiáng),水滴在壓氣機(jī)流道運(yùn)動(dòng)過程中有趨向葉柵壓力面趨離吸力面的運(yùn)動(dòng)趨勢,多數(shù)水滴與葉片壓力面發(fā)生碰撞,較少水滴與吸力面發(fā)生碰撞,壓力面上形成的水膜面積和厚度遠(yuǎn)大于吸力面;葉片壓力面上的水膜主要分布在靠近前緣和葉頂區(qū)域,沿葉片軸向方向水膜厚度逐漸減小;在吸雨條件下,... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：115 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 吸雨對航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響
    1.3 航空發(fā)動(dòng)機(jī)的吸雨環(huán)境
        1.3.1 雨水的來源
        1.3.2 大氣中的水
    1.4 國內(nèi)外航空發(fā)動(dòng)機(jī)吸雨研究進(jìn)展
        1.4.1 水滴運(yùn)動(dòng)
        1.4.2 水滴蒸發(fā)
        1.4.3 水滴破碎
        1.4.4 水滴碰撞及水膜形成
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
第2章 氣液兩相流數(shù)值方法
    2.1 引言
    2.2 兩種計(jì)算方法
    2.3 歐拉-拉格朗日法控制方程
        2.3.1 連續(xù)相控制方程
        2.3.2 離散相控制方程
        2.3.3 湍流模型
    2.4 水滴模型與水膜模型
        2.4.1 水滴氣動(dòng)破碎模型
        2.4.2 水滴碰撞壁面模型
        2.4.3 水膜模型
        2.4.4 沙礫粗糙度模型
    2.5 本章小結(jié)
第3章 單轉(zhuǎn)子壓氣機(jī)吸雨特性分析
    3.1 引言
    3.2 物理模型與網(wǎng)格劃分
    3.3 邊界條件與噴水設(shè)置
        3.3.1 計(jì)算域邊界條件及噴水條件
        3.3.2 顆粒撞擊壁面反彈系數(shù)
        3.3.3 顆粒追蹤
    3.4 計(jì)算結(jié)果分析
        3.4.1 R-1單轉(zhuǎn)子壓氣機(jī)干壓縮特性
        3.4.2 R-1單轉(zhuǎn)子壓氣機(jī)吸雨特性(數(shù)值計(jì)算不考慮水膜影響)
        3.4.3 水滴顆粒運(yùn)動(dòng)及葉表水滴沉積分析
        3.4.4 水膜當(dāng)量沙礫粗糙度
        3.4.5 R-1單轉(zhuǎn)子壓氣機(jī)吸雨特性(數(shù)值計(jì)算考慮水膜影響)
    3.5 本章小結(jié)
第4章 壓氣機(jī)吸雨特性一維計(jì)算程序開發(fā)
    4.1 引言
    4.2 HARIKA程序計(jì)算原理
        4.2.1 HARIKA程序算法特點(diǎn)
        4.2.2 HARIKA程序基本框架
    4.3 氣液兩相計(jì)算方法
        4.3.1 兩相計(jì)算模型
        4.3.2 水滴損失模型
        4.3.3 氣液兩相傳熱傳質(zhì)模型
    4.4 本章小結(jié)
第5章 多級(jí)軸流壓氣機(jī)吸雨特性分析
    5.1 引言
    5.2 E~3高壓壓氣機(jī)介紹
    5.3 E~3高壓壓氣機(jī)干壓縮特性
        5.3.1 E~3高壓壓氣機(jī)干壓縮試驗(yàn)特性
        5.3.2 E~3高壓壓氣機(jī)干壓縮特性計(jì)算值與試驗(yàn)值比較
    5.4 多級(jí)壓氣機(jī)吸雨特性
        5.4.1 多級(jí)壓氣機(jī)吸雨特性與干壓縮特性比較
        5.4.2 多級(jí)壓氣機(jī)各級(jí)吸雨特性與干壓縮特性比較
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
附錄A


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]吞雨過程中壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子氣動(dòng)及動(dòng)力學(xué)特性分析[J]. 侯圣文,鄭群,田小江,張海.  風(fēng)機(jī)技術(shù). 2019(05)



本文編號(hào)：3182461