發(fā)布時間：2017-10-19 13:43

  本文關鍵詞：跨聲速壓氣機葉尖間隙流動數(shù)值研究

  更多相關文章： 跨聲速壓氣機 端壁運動 泄漏渦 流動控制 小翼技術(shù)

【摘要】：壓氣機對于燃氣渦輪發(fā)動機而言,它的作用就是在低流阻損失的情況下對所流過的氣流加功以提高其壓強。所以,壓氣機性能的好壞直接關系著發(fā)動機效率的高低,而壓氣機葉頂間隙附近的損失不容忽視。因此,采取有效途徑降低間隙泄漏所帶來的影響,對提高壓氣機的效率和增強壓氣機的穩(wěn)定性非常重要。本文采用某跨聲速壓氣機直葉片葉柵為計算模型,借助商用計算流體力學軟件對其進行數(shù)值模擬,通過Spalart-Allmars單方程湍流模型求解三維定常雷諾時均Navier-Stokes方程,利用二階迎風的時間推進格式以及標準的近壁函數(shù),網(wǎng)格由結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)的混合形式組成。本文考慮了葉片與機匣的相對運動并且在不同來流速度和攻角的情況下,對加裝吸力面小翼的跨聲速壓氣機葉柵進行了數(shù)值模擬計算,進一步探討葉尖小翼對葉柵頂部流場的影響。通過對跨聲速葉柵流場的數(shù)值模擬可以得出:和常規(guī)葉柵相比,小翼的加裝使得間隙分面上的泄漏渦遠離吸力面?zhèn)?機匣上的靜壓梯度沿著槽道方向逐漸減緩;在出口截面,泄漏渦的作用范圍減小,泄漏渦渦核的位置由吸力面?zhèn)妊刂鴸啪喾较蛳驂毫γ鎮(zhèn)绕?葉柵高能損失區(qū)相比原型明顯減小。這些現(xiàn)象均說明,加裝吸力面小翼能夠有效地削弱葉頂間隙泄漏流動的強度,葉頂區(qū)域的氣動性能得到有效地改善。但小翼的加裝有利也有弊,在超聲速來流馬赫數(shù)時,葉柵出口總壓損失略有增加。對于不同的攻角,攻角i=2°與攻角i=98.3°相比,其泄漏渦形成的起點沿著吸力面?zhèn)认蚝筮w移,并且出口總壓損失降低。同時,端壁運動對葉頂間隙的泄漏造成一定的影響。
【關鍵詞】：跨聲速壓氣機 端壁運動 泄漏渦 流動控制 小翼技術(shù)
【學位授予單位】：沈陽航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V231
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 主要符號表11-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 本文的研究背景12
• 1.2 壓氣機葉頂間隙流動的研究12-15
• 1.3 葉尖小翼技術(shù)的研究15-16
• 1.4 本文的主要工作16-18
• 第2章 葉柵的理論知識18-24
• 2.1 葉柵的定義18-21
• 2.1.1 葉型的幾何參數(shù)18-19
• 2.1.2 平面葉柵的幾何參數(shù)19
• 2.1.3 葉柵的氣動參數(shù)19-21
• 2.2 平面葉柵中的氣流流動21-22
• 2.3 跨聲速葉型的流動特性22-24
• 第3章 控制方程及求解模型24-29
• 3.1 控制方程24-27
• 3.1.1 雷諾輸運定理24
• 3.1.2 連續(xù)方程24-25
• 3.1.3 動量方程25-26
• 3.1.4 動量矩方程26-27
• 3.1.5 能量守恒方程27
• 3.2 湍流模型27-29
• 第4章 模型建立和數(shù)值仿真29-40
• 4.1 物理模型的建立29-30
• 4.2 數(shù)值模擬計算30-36
• 4.2.1 軟件功能簡介30-32
• 4.2.2 計算網(wǎng)格劃分32-34
• 4.2.3 計算參數(shù)設置34-35
• 4.2.4 計算收斂準則35-36
• 4.3 數(shù)值模擬準確性驗證36-40
• 4.3.1 研究對象36-37
• 4.3.2 網(wǎng)格生成和邊界條件設置37
• 4.3.3 驗證結(jié)果37-40
• 第5章 數(shù)值模擬結(jié)果與分析40-58
• 5.1 來流馬赫數(shù)對平面葉柵氣動性能的影響40-41
• 5.2 攻角對平面葉柵氣動性能的影響41-43
• 5.3 葉尖小翼對壓氣機性能的影響43-44
• 5.4 間隙中靠近葉頂?shù)慕孛媪骶�44-46
• 5.5 機匣靜壓系數(shù)分布46-49
• 5.6 不同截面（沿弦長方向）的流線分布49-52
• 5.7 出口截面總壓損失系數(shù)分析52-54
• 5.8 端壁運動對壓氣機葉頂間隙的影響54-58
• 結(jié)論58-60
• 參考文獻60-64
• 致謝64-65
• 攻讀碩士期間發(fā)表（含錄用）的學術(shù)論文65

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本文編號：1061436