题目：涡轮叶栅中尾迹对端区流动影响研究

端区流动是涡轮内部流动中极其复杂同时又是亟待解决的问题，是以旋涡现象为主导的流动。上游尾迹作为二次流的一种形式，在叶栅内部可以影响端区的流动，改变叶栅的流场。在通常情况下工作很好的湍流模型在端区效果变差甚至完全失效，而尾迹对端区流动影响的研究能够为建立适用于端区的湍流分析提供物理依据和数据基础。出于这种目的，本文对一个平面涡轮叶栅的流场进行了实验研究，同时对实验叶栅进行了数值模拟。首先设计了一套包括尾迹发生系统的平面叶栅试验装置。利用五孔针详细测量了叶栅出口平均流场，测量了叶片表面的压力分布并对端壁和叶片表面进行了流动显示实验，采用拓扑分析方法对显示结果进行了详细分析，探讨了存在间隙时叶栅各种旋涡的形成机理以及尾迹对流场的影响。测量和显示结果表明：由于顶部间隙的存在，在叶栅顶部形成如泄漏涡等复杂的涡系结构， 这些涡系之间及它们与上通道涡之间发生强烈的相互作用，明显增大了叶栅的顶部损失。尾迹自身会与主流产生掺混导致主流区域的损失增加，同时会促进泄漏流、通道涡和主流的掺混，这两点都使得损失有所增加。但同时，二次流区域和泄漏流动由于尾迹带来的能量迁移使得损失降低。因此，尾迹对叶栅流动的作用是双重性的，在本实验中有利的部分占据了主体作用，使得叶栅总体损失明显降低。在实验研究的基础上。对实验叶栅进行了数值模拟。在主要的流动特性方面，计算值和实验值符合得比较好，从另一角度说明了实验结果能够基本反映端区平均流动特性以及尾迹对端区流动的影响。同时，也为分析所用的计算方法的可靠性和精度提供了证据。最后对研究期间所开展的各项工作进行了总结，在实验和数值模拟的基础上提出了对涡轮叶栅端区流动的认识，并对以后的研究提出了建议。