目前航空高性能發(fā)動機(jī)對壓氣機(jī)的要求越來越嚴(yán)苛,愈發(fā)追求更高的壓比和效率。壓比的提高使得葉片表面和端壁附面層分離等復(fù)雜的流動嚴(yán)重影響壓氣機(jī)效率,并阻礙了壓比的提升。附面層抽吸技術(shù)作為一種新型的主動控制技術(shù),可以吸除端壁或葉片表面的低能流體,減小角區(qū)分離,葉柵中的流動狀況得到極大改善,損失減小的同時壓氣機(jī)的擴(kuò)壓能力也得到提高。因此選擇附面層抽吸技術(shù)作為研究課題具有重要的意義。本文主要研究工作如下:本文采用CFD數(shù)值模擬的計算方法,對跨聲速平面擴(kuò)壓靜葉柵DMU-37進(jìn)行附面層抽吸的研究,從總壓損失、極限流線、葉表靜壓分布以及馬赫數(shù)分布等方面探究不同位置處附面層抽吸對跨聲速平面擴(kuò)壓靜葉柵氣動性能和流場結(jié)構(gòu)的影響,得出附面層最佳抽吸位置。本文在以下幾個方面展開探究:首先,利用ICEM軟件對葉柵通道進(jìn)行結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分,并驗證數(shù)值方法可行性。探究原型葉柵設(shè)計沖角下葉柵流動特性和損失機(jī)理,發(fā)現(xiàn)平面擴(kuò)壓葉柵上下流動具有極好的對稱性,角區(qū)分離起始位置位于吸力面型線約50%處,角區(qū)分離范圍較大。其次對原型葉柵進(jìn)行了端壁附面層抽吸和吸力面附面層抽吸的研究,系統(tǒng)研究了不同抽吸槽位置、不同抽吸流量對該葉柵性能的影... 

【文章來源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．４?Ｋｌｅｉｎ提出的葉柵旋渦模型??Ｆｉｇ．?１．４?Ｖｏｒｔｅｘ?ｍｏｄｅｌ?ｂｙ?Ｋｌｉｅｉｎ??

?附面層抽吸對跨聲速平面擴(kuò)壓葉柵氣動性能影響研究???圖１．７?Ｋａｎｇ壓氣機(jī)旋渦模型?圖１．８張永軍擴(kuò)壓葉柵渦系結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．?１．７?Ｋａｎｇ?ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ?ｖｏｒｔｅｘ?ｍｏｄｅｌ?Ｆｉｇ．?１．８?Ｚｈａｎｇ?Ｙｏｎｇｊｕｎ?ｖｏｒｔｅｘ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｄｉｆｆｕｓｅｄ??ｃａｓｃａｄｅ??張華良［２７］在哈爾濱工業(yè)大學(xué)博士期間通過將數(shù)值模擬和拓?fù)浞治龅姆绞剑玫搅瞬??同沖角下小折轉(zhuǎn)角矩形擴(kuò)壓葉柵內(nèi)部的旋渦結(jié)構(gòu)，并總結(jié)出沖角的改變影響著吸力面上??集中脫落渦和尾緣脫落渦。在國內(nèi)同樣有著其他學(xué)者也在研究分析壓氣機(jī)內(nèi)部旋渦結(jié)構(gòu)??模型，如趙小虎［２８］、王松濤［２９］、陸華偉［３（）］、張海燈［３１］等。＇??１．２．３附面層二維分離??流體的特性之一就是具有粘性。我們通常將貼近物體表面，且在法向方向上具有較??大速度梯度的薄層稱為附面層（或者稱為邊界層）。另外當(dāng)流體速度達(dá)到主流區(qū)速度的??９９％時，垂直物面的法向距離視作附面層的厚度。附面層厚度會隨著物面起始距離到下??游位置的增加、受粘性影響主流區(qū)速度逐漸減小，附面層厚度也隨之增加。對于空氣而??言，在附面層之外主流區(qū)域通常忽略粘性的影響，而附面層之內(nèi)的流體則必須考慮粘性。??Ｉ?：?Ｉ?Ｉ?Ｉ??！?Ｉ?．」一－一Ｘ??ｄＪＬ＜０?＾＝〇?＾－＞〇?＾＞〇??ｄｘ?ｄｘ?ｄｘ?ｄｘ?ｄｘ??圖１．９附面層的二維分離??Ｆｉｇ．?１．９?Ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｂｏｕｎｄａｒｙ?ｌａｙｅｒ＇??對于曲壁附面層，附面層發(fā)生分離的必要條件有兩個：其一是自然界中流體幾乎都??存在的特性：粘性；其

?附面層抽吸對跨聲速平面擴(kuò)壓葉柵氣動性能影響研究???圖１．７?Ｋａｎｇ壓氣機(jī)旋渦模型?圖１．８張永軍擴(kuò)壓葉柵渦系結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．?１．７?Ｋａｎｇ?ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ?ｖｏｒｔｅｘ?ｍｏｄｅｌ?Ｆｉｇ．?１．８?Ｚｈａｎｇ?Ｙｏｎｇｊｕｎ?ｖｏｒｔｅｘ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｄｉｆｆｕｓｅｄ??ｃａｓｃａｄｅ??張華良［２７］在哈爾濱工業(yè)大學(xué)博士期間通過將數(shù)值模擬和拓?fù)浞治龅姆绞剑玫搅瞬??同沖角下小折轉(zhuǎn)角矩形擴(kuò)壓葉柵內(nèi)部的旋渦結(jié)構(gòu)，并總結(jié)出沖角的改變影響著吸力面上??集中脫落渦和尾緣脫落渦。在國內(nèi)同樣有著其他學(xué)者也在研究分析壓氣機(jī)內(nèi)部旋渦結(jié)構(gòu)??模型，如趙小虎［２８］、王松濤［２９］、陸華偉［３（）］、張海燈［３１］等。＇??１．２．３附面層二維分離??流體的特性之一就是具有粘性。我們通常將貼近物體表面，且在法向方向上具有較??大速度梯度的薄層稱為附面層（或者稱為邊界層）。另外當(dāng)流體速度達(dá)到主流區(qū)速度的??９９％時，垂直物面的法向距離視作附面層的厚度。附面層厚度會隨著物面起始距離到下??游位置的增加、受粘性影響主流區(qū)速度逐漸減小，附面層厚度也隨之增加。對于空氣而??言，在附面層之外主流區(qū)域通常忽略粘性的影響，而附面層之內(nèi)的流體則必須考慮粘性。??Ｉ?：?Ｉ?Ｉ?Ｉ??！?Ｉ?．」一－一Ｘ??ｄＪＬ＜０?＾＝〇?＾－＞〇?＾＞〇??ｄｘ?ｄｘ?ｄｘ?ｄｘ?ｄｘ??圖１．９附面層的二維分離??Ｆｉｇ．?１．９?Ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｂｏｕｎｄａｒｙ?ｌａｙｅｒ＇??對于曲壁附面層，附面層發(fā)生分離的必要條件有兩個：其一是自然界中流體幾乎都??存在的特性：粘性；其

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]上端壁流向槽抽吸對帶導(dǎo)葉跨聲速扇形擴(kuò)壓葉柵性能影響的數(shù)值研究[J]. 陸華偉,梁銳星,楊剛,郭爽.  汽輪機(jī)技術(shù). 2019(06)
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[3]非對稱附面層抽吸對高負(fù)荷擴(kuò)壓葉柵旋渦結(jié)構(gòu)的影響[J]. 陸華偉,王旭,鄭雨晨,張海鑫.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報. 2019(04)
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[5]高負(fù)荷擴(kuò)壓葉柵非對稱附面層抽吸數(shù)值研究[J]. 陸華偉,王旭,郭爽,黃宇軒,鄭雨晨,張海鑫,鐘兢軍.  工程熱物理學(xué)報. 2018(05)
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[10]吸附式壓氣機(jī)葉型及抽吸方案耦合優(yōu)化設(shè)計[J]. 劉波,李俊,楊小東,史磊.  推進(jìn)技術(shù). 2014(09)

博士論文
[1]低反動度附面層抽吸式壓氣機(jī)流動控制及設(shè)計方法研究[D]. 羌曉青.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[2]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]. 張華良.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007

碩士論文
[1]附面層抽吸控制高負(fù)荷擴(kuò)壓葉柵間隙流動研究[D]. 張永超.大連海事大學(xué) 2016



本文編號：3580337