本文關(guān)鍵詞：壓氣機葉頂間隙流動結(jié)構(gòu)的研究

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【摘要】：在壓氣機中動葉葉頂與機匣之間存在一定的間隙,稱之為葉頂間隙。流體通過間隙會產(chǎn)生泄漏流動,葉頂泄漏流動是壓氣機內(nèi)各種流動的重要組成部分,也是壓氣機內(nèi)損失產(chǎn)生的重要組成部分,葉頂間隙的泄漏流動不僅增加了葉頂附近的載荷,降低壓氣機效率,嚴(yán)重時還會堵塞流道,引起喘振,降低壓氣機的穩(wěn)定工作范圍,所以研究壓氣機葉頂間隙流動的結(jié)構(gòu)具有重要意義。本文以NACA64-A905壓氣機葉型為基礎(chǔ)建立三維數(shù)值計算模型,研究了不同間隙大小對壓氣機葉頂間隙流動結(jié)構(gòu)的影響,對τ=1%c(c為葉片弦長)、τ=2%c和τ=4%c三種不同葉頂間隙大小的葉柵流場進行數(shù)值模擬計算,模擬了間隙高度τ=2%c、攻角從-2°至30°變化的壓氣機葉柵通道的流動情況,對壓氣機動葉葉頂間隙泄漏流進行非定常數(shù)值計算,通過FFT處理得到間隙流的頻譜關(guān)系,最后通過動力學(xué)模態(tài)分解方法(DMD)對壓氣機葉柵出口截面的速度場進行模態(tài)分析。結(jié)果表明隨著間隙的增大,葉頂間隙內(nèi)泄漏渦強度增強,流場的總體損失增加;葉片處于過失速狀態(tài)時,其附面層的分離狀態(tài)沿葉高方向是不同的,泄漏渦會抵抗葉片頂部區(qū)域附面層分離,而通道渦有促進葉片根部附面層分離的作用,所以沿葉高方向分離逐漸減弱,且隨著攻角的增大,葉片根部分離現(xiàn)象更明顯;泄漏渦脫落頻率為1818Hz,且表現(xiàn)出周期性非定常波動,通過動力學(xué)模態(tài)分解方法得到不同特征值對應(yīng)的相應(yīng)模態(tài),零階模態(tài)代表一個穩(wěn)態(tài)的渦的空間結(jié)構(gòu),一階模態(tài)代表一個震蕩的渦的空間結(jié)構(gòu),二階模態(tài)代表兩個震蕩的相互影響的渦的空間結(jié)構(gòu),此三個模態(tài)與FFT前三階頻率相對應(yīng)。
【關(guān)鍵詞】：非定常 間隙流 泄漏流 DMD 流動結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：沈陽航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V231.3
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-17
• 1.1 壓氣機葉頂間隙流動特點及研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2 壓氣機葉柵攻角特性及研究現(xiàn)狀14
• 1.3 葉頂泄漏渦非定常特性及研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 動力學(xué)模態(tài)分解技術(shù)（DMD）概述15
• 1.5 本文主要工作15-17
• 第2章 葉柵的基本概念及模型的建立17-25
• 2.1 葉柵的基本參數(shù)17-18
• 2.2 數(shù)值計算方法18-20
• 2.2.1 基本控制方程18-19
• 2.2.2 CFD數(shù)值模擬19-20
• 2.3 計算模型的建立20-21
• 2.4 計算區(qū)域網(wǎng)格劃分21-23
• 2.5 數(shù)值計算方法23-25
• 2.5.1 計算邊界條件參數(shù)設(shè)置及收斂標(biāo)準(zhǔn)23
• 2.5.2 網(wǎng)格穩(wěn)定性驗證23-25
• 第3章 不同間隙的葉頂間隙流動定常數(shù)值計算25-31
• 3.1 計算結(jié)果及分析25-29
• 3.1.1 不同間隙總壓損失系數(shù)的變化25-27
• 3.1.2 不同間隙x=1.0667c截面的流線分布27-28
• 3.1.3 不同間隙z=0.99h截面的靜壓系數(shù)分布28-29
• 3.2 本章小結(jié)29-31
• 第4章 不同攻角的葉頂間隙流動定常數(shù)值計算31-40
• 4.1 計算結(jié)果及分析31-39
• 4.1.1 失速攻角的計算31-32
• 4.1.2 不同葉高截面速度的變化32-34
• 4.1.3 軸向截面流線圖及速度矢量圖分析34-38
• 4.1.4 不同葉高截面靜壓系數(shù)的變化38-39
• 4.2 本章小結(jié)39-40
• 第5章 葉頂泄漏渦頻率非定常數(shù)值計算40-57
• 5.1 葉頂泄漏流非定常數(shù)值計算及結(jié)果40-43
• 5.1.1 計算方法及參數(shù)設(shè)定40-41
• 5.1.2 計算結(jié)果及分析（FFT）41-43
• 5.2 葉頂泄漏流瞬態(tài)流場特征及分析43-56
• 5.2.1 靜壓云圖周期性變化43-48
• 5.2.2 速度矢量圖周期性變化48-52
• 5.2.3 流線圖周期性變化52-56
• 5.3 本章小結(jié)56-57
• 第6章 葉頂泄漏流動非定常特性的動力學(xué)模態(tài)分解57-62
• 6.1 動力學(xué)模態(tài)分解原理57-58
• 6.2 結(jié)果分析58-61
• 6.2.1 特征值結(jié)果分析58-59
• 6.2.2 三個重要模態(tài)的結(jié)果分析59-61
• 6.3 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 致謝68-69
• 攻讀碩士期間發(fā)表（含錄用）的學(xué)術(shù)論文69

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