發(fā)布時(shí)間：2017-09-20 15:18

  本文關(guān)鍵詞：高負(fù)荷分叉擴(kuò)壓葉片設(shè)計(jì)方法及其氣動(dòng)性的數(shù)值研究

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【摘要】：本課題在重點(diǎn)研究高負(fù)荷擴(kuò)壓葉片的基礎(chǔ)上,提出了一種分叉擴(kuò)壓葉柵的氣動(dòng)設(shè)計(jì)新概念,即分叉葉片結(jié)構(gòu)。將其與葉片三維氣動(dòng)成型設(shè)計(jì)技術(shù)相結(jié)合,彌補(bǔ)擴(kuò)壓葉柵由于徑向位置的增加而導(dǎo)致的葉柵稠度降低,葉片對(duì)氣流的約束效果下降,進(jìn)而減小氣流折轉(zhuǎn)角的不足的缺點(diǎn)。該技術(shù)的特點(diǎn)是不需要額外附加能量和裝置即可改善柵內(nèi)流場(chǎng)、葉片負(fù)荷分布的分布規(guī)律,這對(duì)于結(jié)構(gòu)緊湊的高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)顯得尤為重要。本課題以高負(fù)荷高負(fù)荷通流風(fēng)扇靜子為參考對(duì)象,在低馬赫數(shù)和高馬赫數(shù)兩種工況條件下,全面地研究分叉靜子的流動(dòng)控制規(guī)律特征、損失產(chǎn)生的機(jī)理性規(guī)律與流場(chǎng)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián),尋求所存在的流動(dòng)匹配機(jī)理,拓展可實(shí)現(xiàn)的氣動(dòng)性能潛力。在研究結(jié)果表明,在低馬赫數(shù)條件(Ma=0.22)下,驗(yàn)證了分叉葉片結(jié)構(gòu)對(duì)葉片變工況性能的提升。在接近真實(shí)壓氣機(jī)工況的高馬赫數(shù)條件(Ma=0.72),優(yōu)化分叉參數(shù)后的分叉葉片在2度,5度和8度攻角下,總壓損失系數(shù)較常規(guī)直葉片分別降低了11.79%,15.39%,15.37%。可見(jiàn)在大攻角下,分叉葉片顯著改善柵內(nèi)流動(dòng)狀況。通過(guò)數(shù)值模擬對(duì)研究對(duì)象的定量研究,本文主要探究了不同工況下分叉靜子的空氣動(dòng)力學(xué)性能,探究了分叉葉片設(shè)計(jì)參數(shù)。研究了分叉葉片葉柵流場(chǎng)常規(guī)參數(shù),深度分析了分叉葉片的變稠度特性,負(fù)荷分配機(jī)制與雙尾跡特性,并通過(guò)引入渦動(dòng)力學(xué)深入研究了角區(qū)分離的渦動(dòng)力學(xué)根源。通過(guò)與常規(guī)葉片的對(duì)比,總結(jié)了分叉葉片引入分叉段后對(duì)流場(chǎng)的整體影響。研究成果將為進(jìn)一步拓展先進(jìn)壓縮系統(tǒng)氣動(dòng)性能奠定理論基礎(chǔ),根據(jù)分叉葉柵與葉片三維造型技術(shù)組合匹配規(guī)律設(shè)計(jì)的高負(fù)荷靜子擴(kuò)壓葉柵,其氣動(dòng)性能將得到較為明顯的提升。
【關(guān)鍵詞】：軸流壓氣機(jī) 分叉葉片 靜子 BVF診斷 氣動(dòng)性能 變攻角特性
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V23
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 緒論7-21
• 1.1 課題來(lái)源及研究的目的和意義7-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析9-14
• 1.3 CDA葉型綜述14-15
• 1.4 分叉葉片的研究現(xiàn)狀15
• 1.5 葉片稠度對(duì)葉柵性能的影響分析15
• 1.6 分叉葉片的變稠度特性15-17
• 1.7 渦動(dòng)力學(xué)診斷17-18
• 1.8 主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 1.9 本章小結(jié)19-21
• 第2章 數(shù)值計(jì)算方法21-28
• 2.1 引言21-22
• 2.2 不同湍流模型的RANS方法22-24
• 2.3 研究對(duì)象及數(shù)值模擬24-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 低速分叉葉片方案驗(yàn)證28-43
• 3.1 驗(yàn)證方案28-30
• 3.2 葉片變攻角特性分析30-31
• 3.3 出口流動(dòng)損失分布31-35
• 3.4 葉片徑向負(fù)荷變化35-36
• 3.5 尾跡特性分析36-42
• 3.6 本章小節(jié)42-43
• 第4章 分叉葉片高速方案43-57
• 4.1 高速方案43
• 4.2 分叉位置對(duì)葉片性能的影響43-45
• 4.3 葉片變攻角特性分析45-47
• 4.4 出口流動(dòng)損失分布47-50
• 4.5 葉片徑向負(fù)荷變化50-55
• 4.6 本章小結(jié)55-57
• 第5章 分叉葉片流場(chǎng)的BVF診斷技術(shù)及控制分離機(jī)制的研究57-67
• 5.1 BVF流場(chǎng)分析方法簡(jiǎn)介57-58
• 5.2 BVF診斷應(yīng)用58
• 5.3 分叉葉片控制分離機(jī)制的研究58-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 第6章 分叉葉片流場(chǎng)的尾跡特性研究67-78
• 6.1 葉片尾跡特性研究簡(jiǎn)介67-68
• 6.2 分叉葉片雙尾跡特性68-70
• 6.3 分叉葉片雙尾跡沿流向的形成過(guò)程70-74
• 6.4 分叉葉片雙尾跡特性參數(shù)分析74-77
• 6.5 本章小結(jié)77-78
• 結(jié)論78-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 致謝84

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1 И.Р.克略寧,k，

本文編號(hào)：888811