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轴流压气机转子尖部三维复杂流动Ⅱ——数值模拟研究
  • ISSN号:1000-6893
  • 期刊名称:《航空学报》
  • 时间:0
  • 分类:V231.3[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]北京航空航天大学航空发动机热动力国防重点实验室,北京100191
  • 相关基金:国家自然科学基金(50476001); 国家重点基础研究发展计划课题(2007CB210103); 北京航空航天大学博士研究生创新基金
中文摘要:

在实验研究和理论分析的基础上,对亚声速压气机转子尖部复杂流动做了数值模拟研究,旨在进一步深入研究叶尖间隙和进口总压分布对转子叶尖复杂流动的影响。首先通过对与实验条件相同的转子尖部复杂流动的数值模拟研究,校验了数值模拟结果,并分析了转子尖部复杂流动速度场、压力场和涡量场分布特性。然后通过改变叶尖间隙尺度和进口总压分布,研究了二者对近叶尖复杂流动的影响。研究结果表明:当叶尖间隙小于1%叶片弦长时角区旋涡的发展是导致转子失速的关键;而当叶尖间隙大于2%叶片弦长时叶尖泄漏涡的发展是导致转子失速的关键;改变进口总压分布可以合理地组织转子尖部流动并扩大转子工作裕度。此外,通过观测近叶片吸力面二维涡线的发展趋势可以判断叶尖复杂流动的发展状态。

英文摘要:

Based on experimental and theoretical studies of the three-dimensional rotor tip flows in a low-speed axial compressor,numerical simulation studies are conducted to clarify the effects of the changing tip clearance sizes and total inlet pressure distributions on the rotor tip flows. First,numerical simulation is conducted with the same geometry and boundary conditions as those in the experimental investigation,and the simulated results are validated by the experimental results. Further studies of the near tip flows are conducted by analyzing the simulated velocity,vorticity and static pressure fields. Then,by changing the tip clearance sizes and total inlet pressure distributions,numerical simulation is performed again and the near tip flows are analyzed in detail. The results show that when the tip clearance is smaller than 1% of the blade chord,the evolution of the corner vortex determines the stability of the rotor; however,as the tip clearance increases to 2% of the blade chord,the tip leakage vortex becomes the key flow structure. Moreover,it is found that the evolution procedure of the near suction surface two-dimensional vortex lines has a close relationship with the rotor tip flows.

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期刊信息
  • 《航空学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国航空学会
  • 主编:孙晓峰
  • 地址:北京海淀区学院路37号
  • 邮编:100083
  • 邮箱:hkxb@buaa.edu.cn
  • 电话:010-82317058 82318016
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6893
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1929/V
  • 邮发代号:82-148
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24676