為了研究某跨音速壓氣機(jī)的流動(dòng)機(jī)理與穩(wěn)定工作的范圍,采用三維雷諾平均Navier-Stokes方程組和Spalart-Allmaras湍流模型進(jìn)行了定常數(shù)值模擬。分別計(jì)算了90%、100%和110%設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速下的全工況,同時(shí)著重分析了100%設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速下的近堵塞點(diǎn)與近失速點(diǎn)和其他轉(zhuǎn)速下的最高效率點(diǎn)。結(jié)果表明:設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的等熵效率85.35%、壓比1.387、流量4.861 kg/s,與設(shè)計(jì)指標(biāo)相比,等熵效率和流量偏差2%以內(nèi)以及壓比偏差5%左右均在允許范圍內(nèi),說(shuō)明該計(jì)算方法驗(yàn)證壓氣機(jī)的內(nèi)部流動(dòng)特性是可靠的;葉片吸力面的低能流體在葉片尾緣匯合形成尾跡、激波造成葉片邊界層分離和激波與葉頂間隙的泄露流相互作用形成的二次流是引發(fā)流動(dòng)失穩(wěn)的主要因素;隨著轉(zhuǎn)速的提高,進(jìn)口馬赫數(shù)增加,壓氣機(jī)在90%、100%和110%設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速下最高效率點(diǎn)的等熵效率分別為88.57%、86.76%和82.66%。 

【文章來(lái)源】：熱能動(dòng)力工程. 2020,35(05)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

三維模型

網(wǎng)格類(lèi)型采用04H拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),進(jìn)出口延伸段采用H型網(wǎng)格,而葉片采用O型網(wǎng)格。近壁面第一層網(wǎng)格Ywall=3×10-6 m,以保證Y+在1～10范圍內(nèi)。網(wǎng)格數(shù)量的多少直接影響數(shù)值模擬的精度,過(guò)多將加大計(jì)算量,過(guò)少導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果失真。為了驗(yàn)證以及確定網(wǎng)格密度是否合理,分別繪制了6套網(wǎng)格方案,其網(wǎng)格總數(shù)分布于65萬(wàn)～200萬(wàn)之間。從圖2中看出,隨著網(wǎng)格數(shù)的增加,等熵效率逐漸增加,但網(wǎng)格數(shù)到達(dá)一定的數(shù)值時(shí),效率不隨網(wǎng)格數(shù)的增加而改變。為了合理的計(jì)算精度以及計(jì)算速度,本文選取網(wǎng)格總數(shù)約100萬(wàn),最小正交性角度32.228,最大長(zhǎng)寬比1 421,最大延展比2.575,圖3為三維模型網(wǎng)格,網(wǎng)格質(zhì)量良好,符合計(jì)算條件。圖3 三維網(wǎng)格

三維網(wǎng)格

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]某五級(jí)高負(fù)荷軸流壓氣機(jī)氣動(dòng)性能分析[J]. 寧濤,顧春偉,肖耀兵,李孝堂,劉太秋.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2016(01)
[2]1.5級(jí)跨音速壓氣機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值分析[J]. 任曉棟,顧春偉.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2009(09)
[3]多級(jí)軸流壓氣機(jī)內(nèi)的流動(dòng)機(jī)理研究[J]. 馬文生,顧春偉.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2007(S1)
[4]葉輪機(jī)械內(nèi)部流動(dòng)研究進(jìn)展[J]. 陳海生,譚春青.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2007(02)
[5]跨聲速軸流壓氣機(jī)級(jí)全工況三維流場(chǎng)數(shù)值分析[J]. 張士杰,袁新,葉大均.  推進(jìn)技術(shù). 2002(03)



本文編號(hào)：3349049