压气机叶栅内部流动控制方法研究

admin · 发表于 2024-2-28 11:04:17

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雅宝题库解析：
现代飞机不断提高的战术技术指标对航空发动机提出了愈来愈高的要求。而压气机作为航空发动机的一个重要部件，技术含量高，难度大，常成为阻碍发动机研制成功的关键部件。压气机的内部流动是相当复杂也是最受研究者们关注的。尤其是压气机叶栅角区，三维流动分离带来了较高的流动损失。因此控制压气机叶栅的角区分离是控制叶栅损失的关键。研究表明，合理利用涡发生器产生的流向涡可以有效地改变角区流动，抑制三维角区分离；而作为叶轮机械中动静相互运动引起的一种固有非定常流动，尾迹的合理利用亦可以有效控制叶表和端壁边界层的发展，从而控制角区分离。本文围绕压气机叶栅中的流动分离题目，分别从定常和非定常的角度研究并寻求流动分离控制、降低损失的途径。首先本文进行了尾迹作为非定常控制手段的压气机叶栅实验研究。通过详细测量叶栅出口流场和对叶片表面及端壁进行流动显示，分析了上游尾迹对叶栅流动的影响。测量和显示结果表明：叶栅在受到不同通过频率的尾迹激励后，角区分离得到了有效地抑制，叶栅损失有不同程度的降低。本文还对上游施加尾迹激励的压气机叶栅进行了非定常的数值模拟。二维和三维计算结果显示，尾迹的非定常效应提高了叶栅的时均性能，尾迹对降低叶栅流动损失具有积极作用。三维数值模拟的结果还表明，尾迹一定程度上削弱了叶栅的三维角区分离，降低了分离带来的损失。在定常流动控制层面上，鉴于涡发生器潜在的控制分离能力，本文对有无涡发生器的压气机叶栅进行实验测量和数值模拟。实验和计算结果显示，合理利用涡发生器产生的流向涡，可以有效地抑制角区分离，降低叶栅流动损失。最后对研究期间所开展的各项工作进行了总结，在实验和数值模拟的基础上提出了对压气机叶栅内部流动控制的认识，并对以后的研究提出了建议。

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