葉輪機(jī)械內(nèi)部的流動(dòng)是工程實(shí)踐中最復(fù)雜的流動(dòng)之一。其流動(dòng)的主要特點(diǎn)是流場(chǎng)中存在復(fù)雜的旋渦結(jié)構(gòu);流場(chǎng)中的旋渦形成、發(fā)展和破碎的演化過(guò)程,旋渦與周?chē)黧w之間、旋渦之間,以及旋渦與物面之間的相互作用,支配著整個(gè)流場(chǎng)的流動(dòng)特性和物面受力情況。對(duì)壓氣機(jī)而言,其內(nèi)部的旋渦運(yùn)動(dòng)不僅會(huì)對(duì)效率產(chǎn)生影響,更關(guān)系到運(yùn)行的安全性。本文應(yīng)用二維PIV測(cè)量技術(shù)完成了對(duì)正、反彎擴(kuò)壓葉柵瞬態(tài)流場(chǎng)測(cè)量,得到了不同流面內(nèi)速度和渦量的分布。在S1流面內(nèi)主要測(cè)量了流道內(nèi)和葉柵出口流場(chǎng),研究了不同葉高處流體的流動(dòng)特點(diǎn)。對(duì)葉柵前緣S2流面進(jìn)行了測(cè)量,觀測(cè)到了不同葉柵的馬蹄渦形態(tài)。沿流向共測(cè)量了15個(gè)不同軸向位置的S3截面,研究了不同葉柵內(nèi)通道渦沿流向的發(fā)展變化情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在大正攻角情況下,正、反彎擴(kuò)壓葉柵吸力面附近存在大面積的分離區(qū),葉柵內(nèi)充滿(mǎn)了各種形態(tài)的旋渦,流動(dòng)呈現(xiàn)很強(qiáng)的非定常性、非對(duì)稱(chēng)性,同一位置不同時(shí)刻流場(chǎng)的流動(dòng)特征差異較大。對(duì)于正彎葉柵,吸力面根部區(qū)域分離尺度明顯小于中部;出口氣流角沿徑向變化較大;在葉柵前緣形成了較強(qiáng)的馬蹄渦;其通道渦形成較早,位置相對(duì)穩(wěn)定。對(duì)于反彎葉柵,吸力面根部分離比中部略大;出口氣流角較正... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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彎曲葉片控制端部流動(dòng)機(jī)理Fig1-2Flowmechanisminthecurvedcascade

圖 1-3 PIV 測(cè)量結(jié)果 圖 1-4 數(shù)值模擬結(jié)果Fig 1-3 PIV result Fig 1-4 CFD result對(duì)其做出了改進(jìn)。2000 年，上海交通大學(xué)劉應(yīng)征[46]將 PIV 技術(shù)應(yīng)用到旋轉(zhuǎn)流動(dòng)旋渦破裂現(xiàn)象的研究中，獲得了旋渦破裂產(chǎn)生和消失前后全場(chǎng)速度的變化情況。2004 年北航于宏軍等[47][48]運(yùn)用 PIV 技術(shù)分別對(duì)設(shè)計(jì)狀態(tài)和近失速狀態(tài)下壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉尖非定常復(fù)雜旋渦流動(dòng)進(jìn)行了三維瞬態(tài)測(cè)量，并闡述了設(shè)計(jì)狀態(tài)下壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉尖泄漏渦產(chǎn)生、發(fā)展、失穩(wěn)、破碎的演化過(guò)程。2006 年，北航周盛等[49]在環(huán)形壓氣機(jī)葉柵流動(dòng)控制（吹氣）實(shí)驗(yàn)中，使用了 PIV 測(cè)量，結(jié)果顯示，對(duì)附面層分離的主動(dòng)控制大幅能夠大幅降低流動(dòng)損失。目前 PIV 的應(yīng)用仍存在一些技術(shù)問(wèn)題，例如如何提高時(shí)空分辨力，如何達(dá)到或接近數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理的能力，示蹤粒子的選擇和播撒技術(shù)等。1.6B9論文的主要工作從彎曲葉片的作用機(jī)理可以看出，它利用葉片力的徑向分量控制二次流動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)流場(chǎng)氣動(dòng)性能的改變。二次流動(dòng)與旋渦結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，因此研究彎曲擴(kuò)壓葉柵內(nèi)的旋渦結(jié)構(gòu)，可以加深對(duì)葉片彎曲控制二次流動(dòng)機(jī)理的認(rèn)識(shí)，以便更好地利用葉片彎曲對(duì)流動(dòng)的控制作用。本文采用 PIV 技術(shù)，對(duì)具有大折

圖 1-3 PIV 測(cè)量結(jié)果 圖 1-4 數(shù)值模擬結(jié)果Fig 1-3 PIV result Fig 1-4 CFD result對(duì)其做出了改進(jìn)。2000 年，上海交通大學(xué)劉應(yīng)征[46]將 PIV 技術(shù)應(yīng)用到旋轉(zhuǎn)流動(dòng)旋渦破裂現(xiàn)象的研究中，獲得了旋渦破裂產(chǎn)生和消失前后全場(chǎng)速度的變化情況。2004 年北航于宏軍等[47][48]運(yùn)用 PIV 技術(shù)分別對(duì)設(shè)計(jì)狀態(tài)和近失速狀態(tài)下壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉尖非定常復(fù)雜旋渦流動(dòng)進(jìn)行了三維瞬態(tài)測(cè)量，并闡述了設(shè)計(jì)狀態(tài)下壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉尖泄漏渦產(chǎn)生、發(fā)展、失穩(wěn)、破碎的演化過(guò)程。2006 年，北航周盛等[49]在環(huán)形壓氣機(jī)葉柵流動(dòng)控制（吹氣）實(shí)驗(yàn)中，使用了 PIV 測(cè)量，結(jié)果顯示，對(duì)附面層分離的主動(dòng)控制大幅能夠大幅降低流動(dòng)損失。目前 PIV 的應(yīng)用仍存在一些技術(shù)問(wèn)題，例如如何提高時(shí)空分辨力，如何達(dá)到或接近數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理的能力，示蹤粒子的選擇和播撒技術(shù)等。1.6B9論文的主要工作從彎曲葉片的作用機(jī)理可以看出，它利用葉片力的徑向分量控制二次流動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)流場(chǎng)氣動(dòng)性能的改變。二次流動(dòng)與旋渦結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，因此研究彎曲擴(kuò)壓葉柵內(nèi)的旋渦結(jié)構(gòu)，可以加深對(duì)葉片彎曲控制二次流動(dòng)機(jī)理的認(rèn)識(shí)，以便更好地利用葉片彎曲對(duì)流動(dòng)的控制作用。本文采用 PIV 技術(shù)，對(duì)具有大折

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]近失速狀態(tài)下壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉尖旋渦流動(dòng)研究[J]. 于宏軍,劉寶杰,劉火星,蔣浩康.  航空學(xué)報(bào). 2004(01)
[2]設(shè)計(jì)狀態(tài)下壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉尖泄漏渦流動(dòng)研究[J]. 于宏軍,劉寶杰,劉火星,蔣浩康.  航空學(xué)報(bào). 2004(01)
[3]彎曲葉片降低能量損失的渦動(dòng)力學(xué)機(jī)制[J]. 王松濤,王仲奇,馮國(guó)泰.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2002(05)
[4]擴(kuò)壓葉柵端壁角區(qū)流向渦對(duì)湍流特性的影響[J]. 劉火星,陳矛章,蔣浩康.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2002(01)
[5]擴(kuò)壓葉柵角區(qū)馬蹄渦的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 劉火星,陳矛章,蔣浩康.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2000(06)
[6]擴(kuò)壓葉柵出口近端壁區(qū)域流動(dòng)結(jié)構(gòu)和紊流特性[J]. 劉火星,陳矛章,蔣浩康.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2000(04)
[7]新技術(shù)、新工藝和新材料的結(jié)晶普惠公司研制的F119發(fā)動(dòng)機(jī)[J]. 陳光.  國(guó)際航空. 2000(07)
[8]研究新技術(shù) 開(kāi)拓新市場(chǎng)CFMI公司為21世紀(jì)的商用發(fā)動(dòng)機(jī)作技術(shù)準(zhǔn)備[J]. 瞿立生.  國(guó)際航空. 1999(12)
[9]環(huán)形壓氣機(jī)葉柵內(nèi)部嚴(yán)重分離流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 李宇紅,葉大均.  清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 1999(12)
[10]環(huán)形壓氣機(jī)葉棚內(nèi)部分離流結(jié)構(gòu)分析　第二部分:流道內(nèi)分離流[J]. 李宇紅,葉大均.  工程熱物理學(xué)報(bào). 1999(04)

博士論文
[1]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
[2]彎曲葉片控制擴(kuò)壓葉柵二次流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 鐘兢軍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 1996



本文編號(hào)：3619334