輪緣封嚴(yán)非定常流動機理及燃?xì)馊肭挚刂品椒ㄑ芯?/H1>

發(fā)布時間：2024-02-20 13:44

　　隨著飛行器對更高性能動力裝置的需求提升,航空發(fā)動機的傳統(tǒng)渦輪設(shè)計技術(shù)已經(jīng)難以使發(fā)動機性能得到進一步提升。因此,可綜合考慮多種影響因素的渦輪精細(xì)化設(shè)計技術(shù)已成為發(fā)展趨勢,其中對輪緣封嚴(yán)附近非定常流動特性的理解和調(diào)控已成為研究熱點和重中之重。深入研究渦輪輪緣封嚴(yán)位置處氣流的非定常流動特性和燃?xì)馊肭至鞯目刂品椒ň哂兄匾膶W(xué)術(shù)價值和工程意義。本論文以某型號渦扇發(fā)動機的高壓渦輪前腔為研究對象,采用經(jīng)實驗數(shù)據(jù)校核的定常數(shù)值模擬方法,同時應(yīng)用非定常數(shù)值模擬方法,研究了其在不同工況下,不同輪緣封嚴(yán)結(jié)構(gòu)的封嚴(yán)效果和非定常流動特性,包括主流和盤腔內(nèi)的壓力場、速度場、封嚴(yán)效率分布等。最終從非定常流動特性角度出發(fā),創(chuàng)新性地提出了一種可抑制燃?xì)馊肭謴亩岣叻鈬?yán)效率的輪緣封嚴(yán)新構(gòu)型,同時,提出了其對應(yīng)的封嚴(yán)氣分配新策略。針對軸向輪緣封嚴(yán)模型,通過經(jīng)實驗數(shù)據(jù)校核的RANS和URANS數(shù)值模擬方法,選擇轉(zhuǎn)速和封嚴(yán)氣流量兩個變量進行變工況計算。分析了定常、非定常時均和非定常瞬時的計算結(jié)果,定量研究了封嚴(yán)效率、旋轉(zhuǎn)比、徑向壓力系數(shù)和周向壓力不均勻系數(shù)。比較了定常和非定常計算方法的區(qū)別,得到了封嚴(yán)間隙處和盤腔內(nèi)的非定常流場...

【文章頁數(shù)】：152 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
        1.1.1 航空發(fā)動機——飛機的心臟
        1.1.2 航空發(fā)動機的二次空氣系統(tǒng)
        1.1.3 燃?xì)馊肭趾洼喚壏鈬?yán)
    1.2 基礎(chǔ)理論
        1.2.1 盤腔流動理論
        1.2.2 燃?xì)馊肭謾C理
    1.3 輪緣封嚴(yán)的CFD研究
        1.3.1 定常CFD研究
        1.3.2 非定常CFD研究
    1.4 本論文研究目的
    1.5 本論文的結(jié)構(gòu)
    1.6 本章小結(jié)
第2章 數(shù)值計算方法
    2.1 研究對象
    2.2 網(wǎng)格劃分
    2.3 計算方法
        2.3.1 數(shù)值方法
        2.3.2 湍流模型
        2.3.3 邊界條件及計算域設(shè)置
        2.3.4 基于附加示蹤變量法的封嚴(yán)效率
    2.4 收斂情況
    2.5 計算驗證
        2.5.1 網(wǎng)格無關(guān)性驗證
        2.5.2 時間步長敏感性驗證
        2.5.3 數(shù)值計算準(zhǔn)確性驗證
    2.6 本章小結(jié)
第3章 非定常燃?xì)馊肭謾C理研究
    3.1 計算模型與工況
    3.2 輪緣封嚴(yán)非定常流動機理
        3.2.1 主流通道的壓力分布
        3.2.2 主流通道中非定常壓力脈動的頻譜分析
        3.2.3 輪緣和盤腔內(nèi)的封嚴(yán)效率和流場結(jié)構(gòu)
    3.3 重要參數(shù)對輪緣間隙處非定常流動特性的影響
        3.3.1 轉(zhuǎn)速對輪緣間隙處非定常流動特性的影響
        3.3.2 封嚴(yán)氣流量對輪緣間隙處非定常流動特性的影響
    3.4 重要參數(shù)對盤腔內(nèi)流動特性的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 不同輪緣封嚴(yán)結(jié)構(gòu)的封嚴(yán)特性比較
    4.1 計算模型與工況
    4.2 軸向封嚴(yán)結(jié)構(gòu)與復(fù)雜封嚴(yán)結(jié)構(gòu)的比較
    4.3 魚嘴封嚴(yán)結(jié)構(gòu)與雙層封嚴(yán)結(jié)構(gòu)的比較
        4.3.1 盤腔內(nèi)的封嚴(yán)效率
        4.3.2 魚嘴封嚴(yán)緩沖腔內(nèi)的流動特性
        4.3.3 盤腔內(nèi)的壓力和旋轉(zhuǎn)比
    4.4 本章小結(jié)
第5章 輪緣封嚴(yán)新結(jié)構(gòu)及燃?xì)馊肭忠种撇呗?br>    5.1 基于輔助封嚴(yán)孔的輪緣封嚴(yán)新結(jié)構(gòu)
    5.2 計算說明
        5.2.1 計算模型與邊界條件
        5.2.2 研究變量與計算工況
    5.3 結(jié)論與分析
        5.3.1 輔助封嚴(yán)氣周向進氣角度的影響
        5.3.2 封嚴(yán)氣分配比例的影響
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 工作展望
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號：3904250

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