雷志军
,
王明杰
,
朱俊强
工程热物理学报
本文利用表面热膜对某高负荷压气机叶片吸力面附面层的分离过程进行了实验研究,捕捉到了边界层分离点的位置及其随攻角的变化情况,给出了利用表面热膜测量的准壁面剪切应力米预判分离先兆和分离点位置的判据.同时,分析了 Re数对附面层分离特性的影响.结果表明:准壁面剪切应力及其均方根极小值对应的位置点是进入分离泡内的第一个测量点;在所有测量的工况条件下,表面热膜都捕捉到了吸力面附面层的长分离泡,并能准确捕捉到攻角所引起的分离点位置变化;低Re数下,Re数对附面层分离影响较小.
关键词:
边界层
,
流动分离
,
表面热膜
,
压气机叶栅
陈绍文
,
孙士珺
,
韩东
,
徐皓
,
王松涛
工程热物理学报
在低速平面叶栅风洞中,对不同间隙大小条件下的高负荷压气机叶栅流动特性进行了实验研究.实验采用五孔气动探针测量了叶栅出口截面参数,得到了该截面的二次流速度矢量分布,并对叶栅下端壁和叶片表面进行了墨迹流动显示.结果表明,叶顶间隙的增加加剧了间隙泄漏流动与通道涡的相互作用和掺混,导致叶栅流道内的二次流结构和形态发生改变;增加叶顶间隙可完全抑制吸力面角区分离,但被间隙泄漏流动带走的低能流体被带到尾缘及其下游位置,加剧了相应位置的流动分离;间隙泄漏流动将引[起叶栅总损失的显著下降,损失的大小并不一定与间隙大小成正比.
关键词:
航空、航天推进系统
,
压气机叶栅
,
间隙
,
流动特性
,
实验研究
刘飞
,
王嘉冰
,
吴克启
工程热物理学报
本文对大转角压气机叶栅大攻角工况在来流尾迹非定常激励作用下的时空结构进行了数值分析.合理的非定常激励明显提升了叶栅的时均性能,与激励频率对应的涡结构得到强化,其它频率的杂涡被卷吸,无序的吸力面分离流结构变得有序.文中分析了周期性来流尾迹控制分离结构的作用机理,波涡共振促进涡的卷起和配对;湍动能强化动量交换.基于此,比较了两种来流尾迹模式下分离结构对来流周期性的响应问题.另外,针对管道风扇引起的远场噪声,在来流尾迹非定常激励作用下对其降低的可能性进行了设想.
关键词:
非定常激励
,
压气机叶栅
,
抑制分离
,
来流尾迹
,
脱落涡
刘艳明
,
关朝斌
,
孙拓
,
王保国
工程热物理学报
对5°冲角下分别具有吸力面合成射流激励和端壁合成射流激励的压气机叶栅内流场进行了详细的数值模拟.结果表明:合理施加的合成射流吸力面激励和端壁激励均推迟了分离的出现,使分离点都向下游流方向有所偏移,同时有效增强r分离区内外的掺混,使旋涡强度减弱,损失降低,明显改善了栅内的流动状况;合成射流的非定常扰动特性有效抑制了出口端壁角区内的速度波动;不同激励型式、激励位置和激励强度(激励范围)对作用效果有较大影响,端壁圆孔激励因激励范围较小,对叶栅内流动状况改善不明显.
关键词:
合成射流
,
激励
,
压气机叶栅
,
损失
,
速度波动
王东
,
钟兢军
,
苏杰先
,
王仲奇
工程热物理学报
进行了带尾板的常规直叶片、正弯曲叶片、反弯曲叶片组成的三种矩型压气机叶栅在低速风洞上的实验研究,测量了叶栅出口流场,分析了零冲角下尾板对叶栅出口能量损失分布情况和二次流速度矢量的影响.结果表明尾板对压气机叶栅,尤其是弯曲叶片压气机叶栅出口流场有很大的影响,反弯曲叶栅的总损失最大.
关键词:
尾板
,
叶片弯曲
,
压气机叶栅
,
出口流场
宋立明
,
李军
,
丰镇平
,
罗常
工程热物理学报
提出了一种多目标差分进化算法(MDE),典型函数试验结果表明该算法具有优秀的多日标寻优能力,满足多目标气动优化设计的要求.耦合并行多目标差分进化算法、三次B样条曲面造型方法和CFD求解技术,提出了新的轴流式叶轮机械叶栅三维多目标气动优化设计方法.选择等熵效率和总压比为目标函数,完成了NASA Rotor37转子叶栅的多目标气动优化设计.优化后叶栅的气动性能明显提高,表明该方法具有良好的优化性能和应用前景.
关键词:
多目标
,
差分进化算法
,
气动优化
,
压气机叶栅
钟兢军
,
韩少冰
,
陆华伟
工程热物理学报
通过在叶片顶端加装小翼来降低叶顶二次流的叶尖小翼技术在叶轮机械领域受到关注.本文对具有不同叶尖小翼方案的压气机叶栅进行了全三维数值模拟,并详细分析了叶尖小翼对叶顶间隙流场的影响.结果表明,合理选择叶尖小翼的安装位置及自身宽度可以在一定程度上降低叶顶泄漏损失,在叶顶吸力面侧加装宽度为5mm的小翼可以较好的削弱泄漏流动的强度,减少泄漏涡卷吸起更多的吸力面/端壁角区的低能流体及较早地阻止上通道涡的形成和发展.
关键词:
数值模拟
,
压气机叶栅
,
叶尖小翼
,
叶顶泄漏
赵伟光
,
金东海
,
桂幸民
工程热物理学报
本文以自主发展的自适应遗传算法为基础,结合试验设计、神经网络响应面模型和三维流场数值模拟软件,完成了对设计空间的全局自动寻优.通过端壁型面的参数化控制,实现了压气机叶栅非轴对称端壁的气动数值优化,并分析了非轴对称端壁对叶栅气动性能的影响.结果表明:非轴对称端壁造型能够有效改变壁面的压力分布,从而改善角区流动,减少二次流动损失.相比于原型端壁叶栅,优化后总压损失系数降低了27.8％,静压升提高了19％.
关键词:
非轴对称端壁
,
压气机叶栅
,
优化设计
,
二次流动
杨凌
,
钟兢军
,
严红明
工程热物理学报
对CDA环形叶栅和6种不同叶展高度安装吸力面翼刀的叶栅三维黏性流场进行了数值模拟,结果表明:各翼刀方案的叶展中部流动状况均较原型叶栅有一定改善,叶栅能量损失系数随翼刀安装位置沿叶展高度的增加先降低后增加.在计算范围内,翼刀安装在叶展高度为20%叶高的方案可使分离线高度显著降低.翼刀涡的形成、发展和变化受翼刀-端壁间气流流动情况和翼刀安装高度的影响,翼刀涡与通道涡的相互作用因翼刀安装高度而异.
关键词:
压气机叶栅
,
吸力面翼刀
,
二次流
,
分离线
,
叶栅损失
陈浮
,
宋彦萍
,
赵桂杰
,
刘军
,
王仲奇
工程热物理学报
数值模拟了不同稠度下吸气量及位置对某大转角吸气式压气机叶栅气动性能影响.结果表明,附面层吸除(BLS)使得吸力面角区低能流体积聚减弱,气流折转能力加强;随稠度增加,叶栅总压损失最高降低分别为32.9%、27.7%和25.1%,出口气流角最大增加值为5.0°、4.2°和3.1°,即小稠度叶栅具有较佳气动性能;BLS导致的栅内扩压能力恢复和通道涡三维分离效应的改善应是确定最佳设计参数的判定原则.吸气式叶栅附面层承受逆压梯度能力强的特点为高负荷、小稠度压气机设计提供了极具潜力的技术途径.
关键词:
附面层吸除
,
主动流动控制
,
压气机叶栅
,
稠度
