● 摘要
随着压气机设计要求的不断提高，压气机内的非定常流动已成为压气机设计中不可忽视的因素。自2001年以来，以周盛教授为首的研究组提出了轴流压气机非定常耦合流动理论，该理论的提出为轴流压气机非定常流动的研究指明了新的方向。在此理论的指导下，作者所在课题组对尾流撞击效应及压气机内的非对称问题进行了一系列的研究。本文的研究工作正是在本课题组已有研究的基础上，通过在低速轴流压气机上的一系列实验，探索非对称尾流撞击效应在压气机内的应用。本文在一台低速轴流压气机实验台上利用进口导叶作为尾流激励源，通过改变进口导叶的周向分布形式，使进口导叶在周向分布上呈现一定的不对称性，进而利用实验手段测量了各周向分布形式对压气机性能的影响。实验结果表明，合理分布的周向非对称分布形式可以有效改善压气机的性能。分析认为，这是由于非轴对称方案不仅保留了轴对称方案的高频激励，同时还可以提供低频方波激励信号，使得原有的单个激励频率变成一个激励频率带，从而更容易捕捉到压气机内原有的复杂涡系的特征频率。本文找到了一个较优的周向分布方案，在兼顾进口导叶稠度和压气机出口流场均匀性的同时，相比基本方案实现了约1.2%的效率改善。这对于非定常耦合理论的进一步完善和非定常耦合理论的工程应用，都有着很大的启示意义。