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题目:大涵道比涡扇发动机叶栅反推器气动热力特性研究

关键词:航空航天推进系统;叶栅反推器;反推效率;流量系数

  摘要

发动机反推力装置作为大型军民用运输机缩短着陆滑跑距离、增加飞机着陆控制安全性的必要手段得到了广泛应用,大涵道比涡扇发动机普遍采用叶栅式反推力装置,虽然存在增重和增加发动机设计复杂性的问题,但还是以其独有的集成度高、可靠性高、对不同的发动机工况适应性强等优点得到了较广泛的应用。 叶栅反推器内部气流的流动过程非常复杂,国外用数值分析的方法来模拟求解已有近二十年的历史,而且对叶栅反推器的数值研究在近年来取得了重要进展,相对于国外比较成熟的研究现状,国内目前对反推力装置研究基本处于空白状态。本课题的研究内容,也正是围绕着对叶栅反推器的数值模拟进行展开。本论文的选题来源于:对大涵道比涡扇发动机叶栅反推器机理规律做一些初步研究,得到外涵叶栅式反推器的反推规律,指导外涵叶栅式反推器的三维设计,从而为实验和下一步的理论研究提供依据,具有重要的理论价值和工程应用意义。 为了摸清叶栅式反推器的机理规律,本文将外涵叶栅式反推器初步简化为轴对称计算模型,并通过模拟一个实验算例,根据实验结果和数值模拟结果的对比验证了此种简化方法的可行性以及模拟用网格划分方法的可靠性,再根据已有参考文献相关内容选定了与实验结果最接近的标准 k-ε模型作为本文所有算例的湍流模型。然后,用此简化模型作为比较基准的标准算例,选定某实验工况参数为本文模型的边界条件,依次对不同出口安装角的七个模型,不同几何进气角的十五个模型和不同叶栅稠度的六个模型进行了数值模拟,对其流场进行了详细的分析。同时,对于决定叶栅反推器反推性能的两个主要参数—反推效率和流量系数进行了详尽的研究,分析了不同参数变化对这两个参数的影响规律及其普适性。