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内流近壁区非定常等离子体的流动控制机理
  • ISSN号:1003-6520
  • 期刊名称:《高电压技术》
  • 时间:0
  • 分类:TM[电气工程]
  • 作者机构:空军工程大学等离子体动力学重点实验室,西安710038
  • 相关基金:国家自然科学基金重点项目(51336011).
中文摘要:

为了揭示非定常等离子体激励在压气机内流近壁区的流动控制机理,建立了等离子体激励流动控制的计算模型,采用基于shear stress transport(SST)湍流模型的尺度自适应雷诺平均/大涡(RANS/LES)混合模拟方法进行非定常数值模拟,研究了非定常等离子体激励的耦合作用机理。结果表明:机匣近壁区转子吸力面流动分离导致叶顶泄漏涡破碎并触发转子内部流动失稳。非定常等离子体激励与机匣近壁区流场相互作用产生诱导涡,诱导涡与叶顶泄漏涡发生耦合作用,促使叶顶泄漏涡产生周期性的振荡,抑制叶顶泄漏涡向转子前缘移动,机匣近壁区流场抵抗逆压力梯度的能力增强,有效地抑制转子吸力面流动分离,与定常等离子体激励相比流动控制效果更好。

英文摘要:

The computational modeling used for flow control simulation was established to investigate the mechanism of internal flow control near wall region in an axial compressor with unsteady plasma actuation. Unsteady numerical simulation was performed using a scale adaptive hybrid Reynolds-average Navier-Stokes/large eddy (RANS/LES) method based on shear stress transport(SST) turbulence model. The phenomenological model was used to model the body force over the region of the plasma and added to the momentum equations. The results show that the flow separation at the blade suction surface near wall region is responsible for the tip leakage vortex breakdown and compressor instability. The plasma actuator injects momentum into the flow near wall region. The induced vortex is created due to the interaction between the boundary layer and the high-energy flow near wall region. The induced vortex is created and dissipates periodically, prompting the tip leakage vortex to oscillate periodically. The flow near wall region effectively resists the inverse pressure gradient. The tip leakage vortex spillage ahead of the rotor leading edge and the flow separation at the blade suction sur- face are suppressed. This allows the compressor to operate at lower mass flow rates. Compared with steady plasma actuation, unsteady plasma actuation improves compressor stability more effectively.

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期刊信息
  • 《高电压技术》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:国家电力公司
  • 主办单位:国网武汉高压研究院 中国电机工程学会
  • 主编:郭剑波
  • 地址:湖北省武汉市珞瑜路143号
  • 邮编:430074
  • 邮箱:hve@whvri.com
  • 电话:027-59835528
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-6520
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1239/TM
  • 邮发代号:38-24
  • 获奖情况:
  • 历届电力部优秀期刊,历届湖北省优秀期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,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:35984