本文關鍵詞：高升力低壓渦輪葉型平面葉柵試驗

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【摘要】：為了增加渦扇發(fā)動機推重比,越來越多的低壓渦輪葉片采用高升力葉型。高升力葉型葉片負載大,減少了低壓渦輪葉片數(shù),降低發(fā)動機重量,提高推重比。但采用高升力葉型會增加葉柵吸力面后部逆壓梯度,增加低雷諾數(shù)下邊界層分離風險,使得葉型損失升高。邊界層流動狀態(tài)和葉型損失緊密相關,搞清楚葉柵邊界層流動狀態(tài),在葉型設計過程中是十分必要的。本文通過平面葉柵風洞試驗對某種型號的高升力葉片進行氣動研究�？紤]雷諾數(shù)和尾跡非定常效應對流場影響,測量不同工況下葉柵表面載荷分布、總壓損失系數(shù)和氣流落后角等參數(shù)。介紹了試驗段結構設計、試驗測試裝置和測試方法。通過Fluent流場仿真軟件,在試驗工況下對葉柵流場進行CFD模擬。數(shù)值模擬采用Fluent軟件中Transition SST模型進行計算。該模型耦合了Langtry-Menter轉(zhuǎn)捩模型和SST κ-ω湍流模型。將數(shù)值結果與試驗結果結合分析流場情況。主要考慮了尾跡通過葉柵通道過程中,邊界層狀態(tài)的變化。研究發(fā)現(xiàn)高升力葉型吸力面出現(xiàn)分離泡,分離泡長度隨雷諾數(shù)降低而增長。分離泡的長度與葉型總壓損失系數(shù)成正比關系。出口氣流角隨雷諾數(shù)降低向葉片吸力面偏移。試驗設計的尾跡發(fā)生裝置能準確模擬上游葉柵尾跡。尾跡非定常效應在低雷諾數(shù)條件下能有效抑制分離泡的產(chǎn)生。在尾跡折合頻率較低fr=0.3時,邊界層在尾跡間隙狀態(tài)還會恢復至穩(wěn)態(tài)時狀態(tài)。在高尾跡折合頻率fr=0.6時,邊界層分離泡徹底消失。
【關鍵詞】：低壓渦輪 平面葉柵 上游尾跡 分離泡 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V235.13
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-20
• 1.1 課題研究背景及研究目的8-10
• 1.2 邊界層分離與轉(zhuǎn)捩10-14
• 1.2.1 邊界層分離10-12
• 1.2.2 邊界層轉(zhuǎn)捩12-14
• 1.3 尾跡與邊界層的相互作用14-17
• 1.4 課題研究現(xiàn)狀和本文研究內(nèi)容17-20
• 2 風洞試驗段結構及系統(tǒng)調(diào)試20-31
• 2.1 風洞總體結構20-26
• 2.1.1 試驗段21-22
• 2.1.2 尾跡模擬裝置22-25
• 2.1.3 湍流控制柵格25-26
• 2.2 試驗對象和測試內(nèi)容及方案26-30
• 2.2.1 試驗對象26-27
• 2.2.2 測試內(nèi)容及方案27-30
• 2.3 本章小結30-31
• 3 試驗儀器及測試方法31-43
• 3.1 測試系統(tǒng)31-37
• 3.1.1 壓力(速度)測試系統(tǒng)32-35
• 3.1.2 溫度采集系統(tǒng)35
• 3.1.3 瞬態(tài)速度測量系統(tǒng)35-37
• 3.1.4 位移機構37
• 3.2 試驗數(shù)據(jù)處理方法37-39
• 3.3 試驗流場品質(zhì)39-41
• 3.4 試驗流程41-42
• 3.5 本章小結42-43
• 4 實驗結果與分析43-49
• 4.1 葉片表面載荷分布測量43-45
• 4.2 葉柵總壓損失結果45-47
• 4.3 氣流落后角47
• 4.4 尾跡非穩(wěn)態(tài)影響47-49
• 4.4.1 尾跡對邊面靜壓分布的影響47
• 4.4.2 總壓損失47-49
• 5 葉柵內(nèi)部流場的數(shù)值模擬計算與分析49-61
• 5.1 數(shù)值模擬軟件及數(shù)值方法49-51
• 5.1.1 控制方程和湍流模型50-51
• 5.2 計算域網(wǎng)格及計算工況51-54
• 5.3 計算結果及分析54-61
• 5.3.1 穩(wěn)態(tài)結果分析54-56
• 5.3.2 非穩(wěn)態(tài)結果分析56-61
• 結論與展望61-62
• 參考文獻62-65
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況65-66
• 致謝66-67

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 向歡;楊榮菲;葛寧;;尾跡誘導下低壓渦輪邊界層轉(zhuǎn)捩的數(shù)值模擬[J];燃氣渦輪試驗與研究;2013年03期

2 喬渭陽;趙磊;羅華玲;伊進寶;張軍勝;;低雷諾數(shù)渦輪葉片邊界層轉(zhuǎn)捩及分離特性測量[J];推進技術;2012年06期

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4 楊琳;鄒正平;李維;秦代斌;;尾跡作用下不同負荷分布葉型邊界層發(fā)展研究[J];工程熱物理學報;2006年05期

5 葉建;鄒正平;;逆壓梯度下層流分離泡轉(zhuǎn)捩的大渦模擬[J];工程熱物理學報;2006年03期

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本文編號：1068342