在具有高負(fù)荷、高效率以及寬失速裕度的現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)中,軸流壓氣機(jī)內(nèi)部的分離流動(dòng)和葉尖泄漏流會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能產(chǎn)生顯著的影響。因此,開展采用流動(dòng)控制技術(shù)消除或減弱軸流壓氣機(jī)內(nèi)部流動(dòng)分離及葉尖泄漏流影響效應(yīng)的研究對(duì)提升我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮系統(tǒng)的性能具有重要意義。本文針對(duì)軸流壓氣機(jī)內(nèi)部附面層分離、角區(qū)分離及葉尖泄漏流等現(xiàn)象的控制策略及機(jī)理,主要采用抽吸技術(shù)開展了以下幾個(gè)方面的研究:1.作為整個(gè)研究?jī)?nèi)容的基礎(chǔ),首先通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了抽吸技術(shù)降低附面層分離損失及提升壓氣機(jī)葉柵性能的有效性。然后,根據(jù)已有的壓氣機(jī)常規(guī)葉柵和吸附式葉柵的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)本文數(shù)值方法的計(jì)算精度進(jìn)行了校核。最后,對(duì)本文數(shù)值方法在預(yù)估整級(jí)壓氣機(jī)總體性能及捕捉流場(chǎng)細(xì)節(jié)方面的精度進(jìn)行了校驗(yàn)。結(jié)果證實(shí)了本文所采用的數(shù)值方法具有較可靠的計(jì)算精度。2.壓氣機(jī)葉柵內(nèi)部角區(qū)分離控制及組合抽吸技術(shù)的研究。采用端壁全周向槽抽吸控制角區(qū)分離的研究結(jié)果表明,在角區(qū)分離發(fā)展的不同階段實(shí)施抽吸對(duì)應(yīng)的控制效果及機(jī)理不同,且于角區(qū)分離的起始階段及之前實(shí)施控制可以有效地減小角區(qū)分離范圍。進(jìn)一步對(duì)端壁局部周向槽抽吸方案的研究發(fā)現(xiàn),在角區(qū)分離不同發(fā)展階段進(jìn)行局部抽吸對(duì)應(yīng)的...

【文章頁數(shù)】：194 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 壓氣機(jī)中的主要流動(dòng)現(xiàn)象
        1.2.1 流動(dòng)分離現(xiàn)象
        1.2.2 葉尖泄漏流
        1.2.3 流動(dòng)失穩(wěn)
    1.3 流動(dòng)控制技術(shù)
        1.3.1 流動(dòng)控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 抽吸技術(shù)
        1.3.3 引氣技術(shù)
        1.3.4 機(jī)匣處理技術(shù)
    1.4 本文主要的研究工作
第二章 軸流壓氣機(jī)吸附式葉柵實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬方法的校驗(yàn)
    2.1 引言
    2.2 軸流壓氣機(jī)吸附式葉柵的實(shí)驗(yàn)研究
        2.2.1 吸附式葉柵實(shí)驗(yàn)設(shè)備和方法介紹
        2.2.2 吸附式葉柵實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    2.3 數(shù)值模擬方法的精度校核
        2.3.1 數(shù)值方法在常規(guī)葉柵和吸附式葉柵中的精度校核
        2.3.2 數(shù)值方法在整級(jí)壓氣機(jī)中的精度校核
    2.4 本章小結(jié)
第三章 抽吸技術(shù)對(duì)壓氣機(jī)葉柵內(nèi)部流動(dòng)分離的控制研究
    3.1 引言
    3.2 研究對(duì)象與數(shù)值模擬方法
    3.3 原型葉柵內(nèi)部流動(dòng)結(jié)構(gòu)的分析
    3.4 端壁周向槽抽吸對(duì)角區(qū)分離控制規(guī)律及機(jī)理的探索
        3.4.1 全周向開槽抽吸對(duì)角區(qū)分離的影響研究
        3.4.2 周向局部開槽抽吸對(duì)角區(qū)分離的影響研究
    3.5 葉片吸力面展向抽吸控制附面層分離的研究
    3.6 組合抽吸技術(shù)對(duì)葉柵內(nèi)部流動(dòng)分離控制規(guī)律及機(jī)理的探索
        3.6.1 葉片近端壁吸力面局部展向抽吸對(duì)角區(qū)流動(dòng)控制的影響分析
        3.6.2 葉片近端壁吸力面局部流向抽吸對(duì)角區(qū)流動(dòng)控制的影響分析
        3.6.3 近葉片吸力面端壁流向抽吸對(duì)角區(qū)流動(dòng)控制的影響分析
    3.7 本章小結(jié)
第四章 抽吸技術(shù)對(duì)壓氣機(jī)葉柵葉尖間隙泄漏流的控制研究
    4.1 引言
    4.2 研究對(duì)象與數(shù)值方法
    4.3 葉柵內(nèi)部葉尖附近的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)分析
    4.4 來流攻角對(duì)葉尖泄漏流強(qiáng)度和葉柵性能的影響規(guī)律
    4.5 葉尖間隙對(duì)葉尖泄漏流強(qiáng)度和葉柵性能的影響規(guī)律
    4.6 抽吸技術(shù)對(duì)葉尖泄漏流控制規(guī)律及機(jī)理的探索
        4.6.1 機(jī)匣端壁周向槽抽吸對(duì)葉尖泄漏流控制策略的研究
        4.6.2 機(jī)匣端壁流向槽抽吸對(duì)葉尖泄漏流控制策略的研究
    4.7 本章小結(jié)
第五章 周向槽機(jī)匣處理技術(shù)和機(jī)匣端壁抽吸技術(shù)在對(duì)轉(zhuǎn)壓氣機(jī)中的應(yīng)用研究
    5.1 引言
    5.2 研究對(duì)象和數(shù)值方法
    5.3 原始對(duì)轉(zhuǎn)壓氣機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的分析及流動(dòng)控制途徑的確定
        5.3.1 時(shí)均結(jié)果的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)分析
        5.3.2 非定常波動(dòng)現(xiàn)象的分析
        5.3.3 流動(dòng)控制方案的確定
    5.4 周向槽機(jī)匣處理技術(shù)在對(duì)轉(zhuǎn)壓氣機(jī)中的應(yīng)用研究
        5.4.1 機(jī)匣處理前后對(duì)轉(zhuǎn)壓氣機(jī)總體特性的對(duì)比分析
        5.4.2 機(jī)匣處理對(duì)對(duì)轉(zhuǎn)壓氣機(jī)內(nèi)部時(shí)均流場(chǎng)的影響研究
        5.4.3 機(jī)匣處理對(duì)對(duì)轉(zhuǎn)壓氣機(jī)內(nèi)部非定常波動(dòng)現(xiàn)象的影響分析
        5.4.4 機(jī)匣處理對(duì)對(duì)轉(zhuǎn)壓氣機(jī)內(nèi)部時(shí)均三維流線結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律
    5.5 周向槽機(jī)匣端壁抽吸技術(shù)在對(duì)轉(zhuǎn)壓氣機(jī)中的應(yīng)用研究
        5.5.1 機(jī)匣抽吸前后對(duì)轉(zhuǎn)壓氣機(jī)總體特性的對(duì)比分析
        5.5.2 機(jī)匣抽吸對(duì)對(duì)轉(zhuǎn)壓氣機(jī)內(nèi)部時(shí)均流場(chǎng)的影響研究
        5.5.3 機(jī)匣抽吸對(duì)對(duì)轉(zhuǎn)壓氣機(jī)內(nèi)部非定常波動(dòng)現(xiàn)象的影響效應(yīng)
    5.6 本章小結(jié)
第六章 研究總結(jié)與展望
    6.1 主要研究結(jié)論
    6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    6.3 未來研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和獲獎(jiǎng)情況



本文編號(hào)：3857901