耿少娟
,
张宏武
,
陈静宜
,
黄伟光
工程热物理学报
本文将叶顶微喷气方法应用于 NASA Rotor37 跨音速轴流压气机转子,在近失速工况,利用数值模拟方法研究了不同喷气量时叶顶间隙泄漏流对微喷气的非定常响应机理和叶顶微喷气的扩稳效果.结果表明,喷气使得叶顶区域的叶表压力随喷嘴与叶片相对位置的变化沿弦向发生波动,抑制了叶顶泄漏流的自激非定常波动,使叶顶泄漏流轨迹沿叶片吸力面向下游移动,实现了提高压气机性能和稳定性的目的.采用喷射气流的无量纲总动量可关联亚音速和跨音速轴流压气机不同喷气方案的扩稳效果,该无量纲总动量与来流总动量和喷射气流高度成反比,而与叶高和喷射气流总动量成正比.
关键词:
轴流压气机
,
叶顶间隙流
,
非定常
,
喷气
,
扩稳
耿少娟
,
戴冀
,
张宏武
,
黄伟光
工程热物理学报
本文选用不同的计算模型和网格数目在全流量域对NASA低速离心压气机进行了数值模拟,通过与实验数据的对比检验了计算结果的精度,为具有无叶扩压器结构的低压离心压气机确定了合理的计算方案.同时通过计算结果的观察和对比,分析了小流量下叶轮内部流场的部分变化特征.
关键词:
数值模拟
,
定常
,
离心压气机
耿少娟
,
朱俊强
,
戴冀
,
黄伟光
工程热物理学报
本文采用数值模拟方法研究了进口叶尖喷气对低速离心压气机稳定工作范围的影响.计算讨论了机匣开缝和机匣安装喷嘴两种喷气方案,通过改变喷气量、喷气角、气流偏角以及喷嘴的周向布置研究不同喷气形式对压气机特性的影响.结果显示两种喷气方案均可起到拓宽压气机稳定工作范围的作用,各参数间存在最优组合使喷气的扩稳效果最佳.
关键词:
数值模拟
,
离心压气机
,
喷气
耿少娟
,
林峰
,
张宏武
,
黄伟光
工程热物理学报
针对低速单转子轴流压气机,采用节流阀函数进行了突尖型失速过程的数值模拟研究,以叶顶泄漏流周期性非定常波动及其周向传播特性为切入点,以失速过程中典型时刻为例,分析了失速过程中压气机内部流动的发展和演变特征.伴随压气机节流进入突尖型失速的过程,叶顶泄漏流周期性非定常波动频率和周向传播速度减小;当叶顶泄漏流轨迹与叶顶前缘额线平齐时,出现突尖型失速先兆,其流动特征表现为起始于叶片吸力面并延伸至机匣的双旋涡结构;当叶片同时出现尾缘回流和前缘溢出时,标志压气机进入完全发展的突尖型失速状态.
关键词:
轴流压气机
,
叶顶泄漏流
,
突尖型失速
,
数值模拟
耿少娟
,
张宏武
,
朱俊强
,
黄伟光
工程热物理学报
本文采用数值模拟方法研究了近失速工况动叶顶部前缘附近喷气对低速轴流压气机孤立转子叶顶区域流动的影响.受喷射气流的影响,叶顶泄漏流进行自发非定常波动的动态平衡被破坏,建立起新的周期性非定常波动;喷气不仅改变了叶顶泄漏流的起始触发位置,还影响到其形成后的形态和运行轨迹;且喷气后叶顶附近区域损失减小.
关键词:
叶顶泄漏流
,
非定常流动
,
轴流压气机
,
喷气
李继超
,
白冰
,
耿少娟
,
聂超群
工程热物理学报
在一台单转子低速轴流压气机上,以叶顶间隙泄漏流非定常性为切入点,通过实验测量沿弦向和周向的壁面非定常压力,分析了叶顶端区非定常波动特征沿叶片弦长的调频特性.研究了占主导地位的叶顶间隙泄漏流非定常波动沿周向的传播特征,进一步分析叶顶间隙泄漏流非定常性波动到失速先兆信号产生的演变规律.实验结果表明,由叶顶间隙泄漏流非定常性波动主导的叶顶端区流场在压气机节流过程中,其周向传播速度逐渐增加,直到失速先兆的产生.由此可以判断,叶顶间隙泄漏流非定常性是失速先兆信号分析和预测的流场依据,为澄清和理解叶顶间隙泄漏流非定常和失速先兆至失速的不同流动特征的统一流体力学机理提供指导.
关键词:
压气机
,
叶顶间隙泄漏流非定常性
,
周向传播
,
失速先兆
,
功率谱密度
,
均方根
王子楠
,
高磊
,
耿少娟
,
张宏武
工程热物理学报
采用数值模拟和实验方法,对比分析了不同端壁间隙下平面叶栅攻角损失特性与角区流动结构的关联.各间隙情况下,当来流攻角大于某一数值时,角区失速的发生使得叶栅总压损失呈突跃式增加.小于该来流攻角时,无间隙叶栅损失最小.大于该来流攻角时,无间隙叶栅损失最大.分析表明,间隙的存在可以抑制间隙侧角区分离,并同时推迟无间隙侧角区失速的发生.
关键词:
压气机
,
平面叶栅
,
角区分离
,
泄漏流
戴冀
,
耿少娟
,
黄伟光
工程热物理学报
对于带分流叶片的离心式压气机叶轮,在顶部边界层亏损和喷气等进口条件下对叶轮内部流场进行了CFD数值模拟,对比分析了进口喷气处理对改善内部流动、提高稳定性的机理.结果显示:在进口叶顶附近进行喷气处理时,顶部间隙涡流得到了有效地控制,且降低了间隙损失的发生,有助于提高流动的稳定性,但在下游区域这种作用逐渐减弱和消失.同时,进口条件的不均匀性对内流有一定的影响,精细的CFD分析应当计及这种因素.
关键词:
离心式压气机
,
间隙流动
,
射流
,
数值分析
