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跨音速转子叶顶泄漏流/主流交界面的前移机制
  • ISSN号:0253-231X
  • 期刊名称:《工程热物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:V232[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]中国科学院工程热物理研究所,北京100190, [2]中国科学院先进能源与动力重点实验室,北京100190, [3]HessertLaboratory,Department of Mechanical and Aerospace Engineering,University of Notre Dame,NotreDame,Indiana,USA46556
  • 相关基金:国家自然科学基金(No.50736007); 国家重点基础研究发展规划(No.2007CB210104)
中文摘要:

采用数值计算和实验研究相结合的方法,研究了跨音速转子叶顶泄漏流与主流交界面轴向位置随流量的变化规律和机制。该跨音转子是美国圣母大学一级半跨音速压气机转子。研究发现机匣壁面脉线分布能够定性反映壁面轴向剪切应力分布,可用来识别叶顶泄漏流与主流的交界面位置。通过机匣壁面的脉线分布,可以看出机匣壁面存在两条零剪切应力线。第一条零剪切应力线表示来流与叶顶泄漏流之间交界面的时间和周向平均轴向位置,在小流量工况下交界面靠近顶部叶片的前缘。计算和实验结果都表明,随着质量流量的减小,叶顶泄漏流与主流交界面的轴向位置不断向叶片前缘移动。在近失速点,交界面到达叶片前缘,泄漏流即将溢出。泄漏流与主流的轴向动量比随流量减小不断增大的变化规律进一步说明,间隙区域泄漏流与主流的轴向动量平衡是导致交界面不断前移直至溢出的内在机制。

英文摘要:

Movement of the interface between tip leakage flow and incoming main flow in tip region and its mechanism are investigated with numerical simulation and experiment.The transonic rotor investigated in this paper is the rotor of one and a half stage compressor at University of Notre Dame. It is found that the interface between tip leakage flow and incoming main flow can be identified with axial shear stress distribution,which can be qualitatively reflected by the streaking lines at casing.Streaking line distribution shows there are two zero-axial-stress lines on the casing.The first separation line is located near leading edge at operating point with small mass flow rate,which is time-and circumferential-averaged axial location of the interface.Numerical and experimental results show that time-and circumferential-averaged axial location of the interface moves forward to the leading edge of blade tip as mass flow rate decreases.At operating point near stall,the interface arrives at the leading edge.Variation of axial momentum ratio of tip leakage flow to incoming flow in tip region as a function of mass flow rate demonstrates that the axial momentum balance is the mechanism for the movement of the interface.

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期刊信息
  • 《工程热物理学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国工程热物理学会 中国科学院工程热物理研究所
  • 主编:徐建中
  • 地址:北京2706信箱
  • 邮编:100080
  • 邮箱:xb@mail.etp.ac.cn
  • 电话:010-62584937
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-231X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2091/O4
  • 邮发代号:2-185
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 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,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:21026