● 摘要
轴流压气机作为涡扇发动机的核心部件和研究的焦点,由于其所涉及的技术领域的广泛和研制难度大一直是发动机研制发展过程中的瓶颈技术。为了提高发动机的推重比,人们追求高压比的先进轴流压气机/风扇,使得压气机向着更高的负荷和更高的叶尖切线速度的方向发展。为了实现高的级压比,某些压气机转子设计的扭转程度较为厉害,这使得静子叶片进口会存在较大的正攻角,导致静子通道叶根附近出现较为明显的分离。大量的实验和数值模拟研究证明一定频率的非定常激励可以有效的延迟分离,从而实现对于流场的流动控制。本文主要提出了一种新的轮毂处理思路,即经过圆弧斜槽处理的轮毂是转动的,从而达到利用其固有非定常特性,实现非定常耦合流动来改善流道内流动状况的目的,并探索其机理。主要从数值模拟和实验研究两部分展开了研究。在环形静止叶栅实验台上进行的实验结果表明,施加的非定常激励在一定的频率范围内,在总压损失增大不显著的情况下,使静子叶栅根部的流动情况有所改善,扩压叶栅的气流转折角在整个设计的弯角范围内都有所增大。通过对轴向斜槽式轮毂在二维叶栅通道内施加影响的简化处理,建立了激励模型并进行了非定常数值模拟。研究结果表明,在大攻角工况下内,在叶栅通道前端及槽道中部施加一定相位差的周期性非定常激励,对改善叶栅内流动有较大作用。
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