總壓畸變對超聲速壓氣機(jī)流場結(jié)構(gòu)影響的機(jī)理探索.pdf

1、壓氣機(jī)的性能和穩(wěn)定性與進(jìn)氣畸變息息相關(guān)。如果無視進(jìn)氣畸變的影響,就會使壓氣機(jī)的氣動性能惡化、效率和穩(wěn)定裕度降低,甚至誘發(fā)旋轉(zhuǎn)失速或喘振。因此,流場畸變的研究意義重大。本課題以某型高負(fù)荷超聲速軸流壓氣機(jī)的一級為研究對象,應(yīng)用全周非定常數(shù)值模擬的方法開展工作。重點(diǎn)研究設(shè)計工況下不同進(jìn)口總壓畸變條件時,動靜葉柵內(nèi)流場對畸變來流的響應(yīng)機(jī)制。
　　 因?yàn)楸疚牡难芯繉ο鬄槟承洼S流式壓氣機(jī)一級的改型,其性能參數(shù)都較原型有所改變,所以就要重新繪

2、制特性曲線。本文主要繪制90%、100%和110%設(shè)計轉(zhuǎn)速下的壓氣機(jī)特性曲線,并采用Fluent和Numeca兩種計算軟件進(jìn)行模擬,以便驗(yàn)證數(shù)值模擬結(jié)果的軟件無關(guān)性。而后將數(shù)值模擬網(wǎng)格應(yīng)用自適應(yīng)功能加密,從總參數(shù)和關(guān)鍵截面內(nèi)流場驗(yàn)證了網(wǎng)格無關(guān)性。
　　 本文對于非定常問題的研究均采用標(biāo)記流道的方法,首先全面細(xì)致的探究了插板深度為進(jìn)口外徑(半徑)38.2%的畸變類型。結(jié)果表明,畸變會使得壓氣機(jī)時均質(zhì)量流量和等熵效率降低,并引起壓氣

3、機(jī)可用穩(wěn)定裕度的損失。通過對一個周期各時間步流場的研究,著重揭示了動靜葉區(qū)域?qū)τ诨儊砹鞯姆嵌ǔｍ憫?yīng)。動葉區(qū)域,主要關(guān)注畸變影響下動葉流道中激波的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、位置的變化;靜葉區(qū)域,重點(diǎn)分析畸變影響下靜葉流道分離規(guī)律。并且從機(jī)理上探究了動靜葉區(qū)域?qū)τ诨冺憫?yīng)的原因。
　　 對多種不同插板深度畸變的研究表明,隨著插板深度的增加,壓氣機(jī)的時均質(zhì)量流量和效率會隨之下降。靜葉的流動分離主要集中在葉頂和葉根處,靜葉葉根處的分離會對葉頂分離產(chǎn)