低反力度超音速壓氣機靜子葉型及流動控制研究.pdf

1、本文
　　首先，對數(shù)值軟件以某三級低反力度壓氣機第一級靜葉為研究對象，利用數(shù)值模擬的方法在二維模型下研究超聲速來流條件時流道內(nèi)部的流動現(xiàn)象，較全面地分析了抽吸形式以及葉片幾何構(gòu)型對超聲速低反力度靜葉氣動性能的影響，擬解決超聲速壓氣機內(nèi)部出現(xiàn)的附面層分離和激波形成的干涉問題。FINE/TURBO進行介紹，并進行網(wǎng)格無關(guān)性驗證。系統(tǒng)地分析了網(wǎng)格布點數(shù)和布點方式對流動的影響，給出相對完善的抽吸網(wǎng)格拓撲結(jié)構(gòu)。隨后通過分析邊界條件和收斂方式

2、，提出了比較合理的計算方案，最后給出了評估壓氣機性能參數(shù)的計算公式。
　　之后，通過對原型方案的分析可知，超聲速來流條件下的大折轉(zhuǎn)擴壓靜葉柵內(nèi)出現(xiàn)的附面層分離現(xiàn)象極其嚴重，因而利用抽吸來控制分離現(xiàn)象是必要的。之后從抽吸壓力、抽吸槽位置、抽吸槽寬度三個方面對流動控制進行探索，并獲得最合適的抽吸方案。研究結(jié)果表明：當抽吸位置位于55％-60%之間、抽吸槽寬度為葉片軸向長度的3%-5%時，靜子獲得的靜壓比最高達到1.82，總壓損失系數(shù)小

3、于0.08。抽吸率在5%左右時，附面層分離得到有效控制，激波與附面層干涉現(xiàn)象得到緩解。
　　最后，利用14參數(shù)法對帶有合理抽吸方案的二維葉型進行參數(shù)化造型。研究葉片最大厚度大小與斜率、進出口厚度斜率、前尾緣半徑與長寬比對流動的影響，分析了靜葉柵流動參數(shù)的變化規(guī)律以及內(nèi)部激波模式轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。隨后從背壓和進口氣流角兩方面對變工況條件下進行流動分析，可以發(fā)現(xiàn)：當背壓增大時，可以通過增大抽吸量穩(wěn)定流道內(nèi)部的激波分布；負攻角狀態(tài)相比正攻角狀態(tài)