輪緣封嚴(yán)非定常流動(dòng)機(jī)理及燃?xì)馊肭挚刂品椒ㄑ芯?/H1>

發(fā)布時(shí)間：2024-02-20 13:44

　　隨著飛行器對(duì)更高性能動(dòng)力裝置的需求提升,航空發(fā)動(dòng)機(jī)的傳統(tǒng)渦輪設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)難以使發(fā)動(dòng)機(jī)性能得到進(jìn)一步提升。因此,可綜合考慮多種影響因素的渦輪精細(xì)化設(shè)計(jì)技術(shù)已成為發(fā)展趨勢(shì),其中對(duì)輪緣封嚴(yán)附近非定常流動(dòng)特性的理解和調(diào)控已成為研究熱點(diǎn)和重中之重。深入研究渦輪輪緣封嚴(yán)位置處氣流的非定常流動(dòng)特性和燃?xì)馊肭至鞯目刂品椒ň哂兄匾膶W(xué)術(shù)價(jià)值和工程意義。本論文以某型號(hào)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓渦輪前腔為研究對(duì)象,采用經(jīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)校核的定常數(shù)值模擬方法,同時(shí)應(yīng)用非定常數(shù)值模擬方法,研究了其在不同工況下,不同輪緣封嚴(yán)結(jié)構(gòu)的封嚴(yán)效果和非定常流動(dòng)特性,包括主流和盤腔內(nèi)的壓力場(chǎng)、速度場(chǎng)、封嚴(yán)效率分布等。最終從非定常流動(dòng)特性角度出發(fā),創(chuàng)新性地提出了一種可抑制燃?xì)馊肭謴亩岣叻鈬?yán)效率的輪緣封嚴(yán)新構(gòu)型,同時(shí),提出了其對(duì)應(yīng)的封嚴(yán)氣分配新策略。針對(duì)軸向輪緣封嚴(yán)模型,通過(guò)經(jīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)校核的RANS和URANS數(shù)值模擬方法,選擇轉(zhuǎn)速和封嚴(yán)氣流量?jī)蓚�(gè)變量進(jìn)行變工況計(jì)算。分析了定常、非定常時(shí)均和非定常瞬時(shí)的計(jì)算結(jié)果,定量研究了封嚴(yán)效率、旋轉(zhuǎn)比、徑向壓力系數(shù)和周向壓力不均勻系數(shù)。比較了定常和非定常計(jì)算方法的區(qū)別,得到了封嚴(yán)間隙處和盤腔內(nèi)的非定常流場(chǎng)...

【文章頁(yè)數(shù)】：152 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
        1.1.1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)——飛機(jī)的心臟
        1.1.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)的二次空氣系統(tǒng)
        1.1.3 燃?xì)馊肭趾洼喚壏鈬?yán)
    1.2 基礎(chǔ)理論
        1.2.1 盤腔流動(dòng)理論
        1.2.2 燃?xì)馊肭謾C(jī)理
    1.3 輪緣封嚴(yán)的CFD研究
        1.3.1 定常CFD研究
        1.3.2 非定常CFD研究
    1.4 本論文研究目的
    1.5 本論文的結(jié)構(gòu)
    1.6 本章小結(jié)
第2章 數(shù)值計(jì)算方法
    2.1 研究對(duì)象
    2.2 網(wǎng)格劃分
    2.3 計(jì)算方法
        2.3.1 數(shù)值方法
        2.3.2 湍流模型
        2.3.3 邊界條件及計(jì)算域設(shè)置
        2.3.4 基于附加示蹤變量法的封嚴(yán)效率
    2.4 收斂情況
    2.5 計(jì)算驗(yàn)證
        2.5.1 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證
        2.5.2 時(shí)間步長(zhǎng)敏感性驗(yàn)證
        2.5.3 數(shù)值計(jì)算準(zhǔn)確性驗(yàn)證
    2.6 本章小結(jié)
第3章 非定常燃?xì)馊肭謾C(jī)理研究
    3.1 計(jì)算模型與工況
    3.2 輪緣封嚴(yán)非定常流動(dòng)機(jī)理
        3.2.1 主流通道的壓力分布
        3.2.2 主流通道中非定常壓力脈動(dòng)的頻譜分析
        3.2.3 輪緣和盤腔內(nèi)的封嚴(yán)效率和流場(chǎng)結(jié)構(gòu)
    3.3 重要參數(shù)對(duì)輪緣間隙處非定常流動(dòng)特性的影響
        3.3.1 轉(zhuǎn)速對(duì)輪緣間隙處非定常流動(dòng)特性的影響
        3.3.2 封嚴(yán)氣流量對(duì)輪緣間隙處非定常流動(dòng)特性的影響
    3.4 重要參數(shù)對(duì)盤腔內(nèi)流動(dòng)特性的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 不同輪緣封嚴(yán)結(jié)構(gòu)的封嚴(yán)特性比較
    4.1 計(jì)算模型與工況
    4.2 軸向封嚴(yán)結(jié)構(gòu)與復(fù)雜封嚴(yán)結(jié)構(gòu)的比較
    4.3 魚(yú)嘴封嚴(yán)結(jié)構(gòu)與雙層封嚴(yán)結(jié)構(gòu)的比較
        4.3.1 盤腔內(nèi)的封嚴(yán)效率
        4.3.2 魚(yú)嘴封嚴(yán)緩沖腔內(nèi)的流動(dòng)特性
        4.3.3 盤腔內(nèi)的壓力和旋轉(zhuǎn)比
    4.4 本章小結(jié)
第5章 輪緣封嚴(yán)新結(jié)構(gòu)及燃?xì)馊肭忠种撇呗?br>    5.1 基于輔助封嚴(yán)孔的輪緣封嚴(yán)新結(jié)構(gòu)
    5.2 計(jì)算說(shuō)明
        5.2.1 計(jì)算模型與邊界條件
        5.2.2 研究變量與計(jì)算工況
    5.3 結(jié)論與分析
        5.3.1 輔助封嚴(yán)氣周向進(jìn)氣角度的影響
        5.3.2 封嚴(yán)氣分配比例的影響
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號(hào)：3904250

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