【摘要】：隨著大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)直徑的增加,進(jìn)氣道地面渦問(wèn)題也變得越來(lái)越嚴(yán)重且不可消除。地面渦被吸入進(jìn)氣道會(huì)造成進(jìn)氣道內(nèi)總壓損失,會(huì)使壓氣機(jī)葉片發(fā)生振動(dòng),隨著地面渦吸入的雜物會(huì)損壞壓氣機(jī)及渦輪葉片,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成很嚴(yán)重的影響。本文以縮比的短艙進(jìn)氣道模型為研究對(duì)象,對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格劃分。通過(guò)數(shù)值計(jì)算的方法得出在逆風(fēng)條件下不同的影響因素對(duì)地面渦結(jié)構(gòu)以及其氣動(dòng)特性的影響。首先,利用國(guó)外的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與本文的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比來(lái)驗(yàn)證數(shù)值計(jì)算的可靠性。其次,在逆風(fēng)條件下,考慮來(lái)流速度和離地間隙對(duì)地面渦氣動(dòng)特性的影響。結(jié)果表明隨著遠(yuǎn)前方來(lái)流速度的增加地面渦氣動(dòng)特性曲線均是先增大后減小且地面渦的旋轉(zhuǎn)方向會(huì)發(fā)生改變,并且旋轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變時(shí),地面渦氣動(dòng)特性曲線會(huì)發(fā)生階躍現(xiàn)象。隨著離地間隙的增大,在同樣的遠(yuǎn)前方來(lái)流速度下,地面渦強(qiáng)度、總壓畸變會(huì)減小。不同的離地間隙下地面渦氣動(dòng)特性曲線先增大后減小,但是氣動(dòng)特性曲線的峰值會(huì)出現(xiàn)滯后現(xiàn)象。之后重點(diǎn)考慮速度梯度對(duì)地面渦氣動(dòng)特性的影響。結(jié)果表明在Y方向速度梯度下近地截面形成的地面渦是一對(duì)渦,旋轉(zhuǎn)方向相反。速度梯度越大,地面渦強(qiáng)度,總壓畸變指數(shù)明顯變大,且峰值會(huì)出現(xiàn)滯后現(xiàn)象。在Z方向速度梯度下,近地截面形成的地面渦是一個(gè)單渦結(jié)構(gòu),在進(jìn)氣道上方也會(huì)形成一個(gè)渦體。地面渦強(qiáng)度、總壓畸變指數(shù)會(huì)先增大后減小,峰值不會(huì)出現(xiàn)滯后現(xiàn)象。最后,從地面渦強(qiáng)度、總壓畸變、旋流畸變這幾個(gè)方面對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)地面渦氣動(dòng)特性進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明隨著進(jìn)氣角度的增大,地面渦強(qiáng)度、總壓畸變指數(shù)都會(huì)變大。進(jìn)氣道出口形成的旋流從一對(duì)相向旋轉(zhuǎn)的渦逐漸向一個(gè)單渦過(guò)渡。當(dāng)進(jìn)氣角度達(dá)到90°即變成純側(cè)風(fēng)工況時(shí),由于壁面附面層影響,在進(jìn)氣道壁面會(huì)形成小的旋流。整體渦指數(shù)逐漸增大,對(duì)渦指數(shù)減小,旋流從典型的對(duì)渦結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫植繙u流結(jié)構(gòu)。本文也采用了SC_(60)、CC_(60)、C_(60)來(lái)評(píng)價(jià)旋流畸變,并且指出隨工況的不同所用的評(píng)價(jià)指標(biāo)也應(yīng)相應(yīng)的變化。當(dāng)進(jìn)氣角度為從0°~50°時(shí),采用C_(60)、CC_(60)來(lái)全面的評(píng)價(jià)旋流畸變。當(dāng)進(jìn)氣角度為從50°~90°時(shí),可以采用SC_(60)來(lái)評(píng)價(jià)旋流畸變。以上研究可以為以后評(píng)價(jià)地面渦的工作提供相應(yīng)的參考。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V231
【圖文】：

中國(guó)民航大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章 緒論1.1 研究背景由于對(duì)噪聲小和高效節(jié)能的發(fā)動(dòng)機(jī)的需求不斷增長(zhǎng)，更大的涵道比渦輪風(fēng)扇發(fā)需求量變的更大。由于風(fēng)扇直徑很大，使發(fā)動(dòng)機(jī)的直徑比以前也變得更大。對(duì)于式翼吊發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)接近地面，且處于靜態(tài)或接近靜態(tài)時(shí)，在地面和發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)有地面渦產(chǎn)生。隨著 20 世紀(jì) 50 年代大型客機(jī)的涌現(xiàn)，地面渦迅速被確定成為很嚴(yán)重的問(wèn)題，且不可消除，并且高速旋轉(zhuǎn)的地面渦會(huì)給發(fā)動(dòng)機(jī)帶來(lái)許多危害，飛機(jī)的飛行安全。

圖 2-1 進(jìn)氣流管示意圖口前緣最低點(diǎn)到地面的距離h與進(jìn)氣道中徑Dl的比值離地間隙來(lái)反應(yīng)進(jìn)氣流管與地面交互的程度。當(dāng)離地即速度比較大時(shí)，此時(shí)進(jìn)氣流管尺寸很大，與地面交隙較大，速度比較小，進(jìn)氣流管尺寸較小時(shí)，與地面

圖 2-1 進(jìn)氣流管示意圖緣最低點(diǎn)到地面的距離h與進(jìn)氣道中徑Dl間隙來(lái)反應(yīng)進(jìn)氣流管與地面交互的程度。度比較大時(shí)，此時(shí)進(jìn)氣流管尺寸很大，與大，速度比較小，進(jìn)氣流管尺寸較小時(shí)，

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本文編號(hào)：2762372