李成勤
,
张靖煊
,
林峰
,
黄伟光
工程热物理学报
轴流式压气机叶顶泄漏流非定常性对压气机性能和稳定性有着重要影响。为了避开研究转子内部流场所遭遇的测量困难，以及为了可以更加方便地调节叶顶间隙和进气角的需要，本文以压气机平面叶栅作为研究对象，旨在通过对不同间隙，不同马赫数和不同攻角下的叶顶泄漏流的动态测量，了解叶栅环境下叶顶间隙流非定常性的特征和出现条件，探索利用叶栅模拟转子环境进行叶顶间隙流研究的可行性。实验表明，叶顶泄漏流在某些工况下存在非定常性。该非定常性的频率特征受来流速度影响较大。产生非定常性的条件是需要泄漏流轨迹到达相邻叶片的压力面。产生非定常性的主要原因是由于泄漏流与叶片载荷的相互作用。
关键词:
轴流压气机
,
平面叶栅
,
叶顶泄漏流
,
非定常性
刘飞
,
刘辉
,
涂运冲
,
胡亚涛
,
吴克启
工程热物理学报
本文采用大涡模拟对某大转角叶栅的非定常分离流动及其在非定常尾迹作用下的分离控制机理进行了数值分析。主要捕捉了两个特征频率：分离泡不稳定频率f_（shear）和尾缘脱落涡频率f_（shed）,研究了不同的激励频率、尾迹移动方向、随机脉动等激励特征控制流动分离的效果。结果显示：特定外部频率强化了分离剪切层中的K-H展向涡结构,f_（shed）能同时影响分离区域和尾涡区域,f_（shear）只能作用于分离区域;尾迹从吸力面向压力面移动时,分离结构表现出对来流周期性更明显的响应;进口随机脉动对破坏K-H展向涡结构非常有效。
关键词:
非定常尾迹
,
轴流叶栅
,
分离控制
,
大涡模拟
杨佃亮
,
丰镇平
,
余小兵
工程热物理学报
应用数值方法研究了燃气透平中凹槽状叶顶非定常泄漏流动和传热问题.计算采用GE-E3发动机高压透平第一级动叶,叶顶间隙高度取1%叶高,叶顶凹槽深度取2%叶高.通过施加非定常边界条件模拟上游静叶尾迹,分析了非定常流动对动叶叶顶传热的影响.结果表明,叶顶附近的流场波动主要出现在叶顶前部及尾缘附近.叶顶凹槽底部传热系数变化主要出现在凹槽前部.定常计算获得的叶顶面积平均传热系数与非定常计算的时均结果相差很小.
关键词:
燃气透平
,
非定常流动
,
凹槽叶顶
,
间隙泄漏流
,
叶顶传热
阚晓旭
,
陆华伟
,
钟兢军
工程热物理学报
采用数值模拟的方法研究了动叶尾迹对跨声速压气机设计工况下静叶表面和下端壁分离结构的非定常影响规律.首先,采用Rotor37的实验结果验证了数值模拟方法的可靠性.通过对跨声速压气机设计工况的计算,认为定常计算和非定常计算的结果整体上是相似的,非定常计算考虑了动叶尾迹对静叶流场的影响.研究表明,动叶尾迹在向下游输运过程中经历了拉伸、扭曲、积聚和耗散的过程.动叶尾迹使动静叶交界面气流角发生周期性波动.动叶尾迹的扫掠,使静叶前缘闭式分离区域范围发生先增大后减小的周期性波动,使静叶尾缘分离形式呈现由闭式分离向开式分离的周期性转化.动叶尾迹的扫掠在马蹄涡吸力面分支前诱导出一个小尺度的旋涡,并使得静叶根部尾缘和下端壁角区处的螺旋点拓扑结构呈周期性变化.动叶尾迹的扫掠使得静叶压力面的局部高静压区发生周期性的迁移.
关键词:
跨声速压气机
,
非定常计算
,
动叶尾迹
,
静叶表面
,
分离结构
毛明明
,
宋彦萍
,
王仲奇
工程热物理学报
对一单级跨声压气机设计工况采用弯掠动叶前、后的非定常流场进行了数值模拟,深入分析了动叶弯掠对压气机叶片非定常气动负荷的影响.结果表明t动叶弯掠后,动、静叶的气动力和气动力矩时均值由于叶片负荷大小及分布的不同变化而产生不同程度的改变;由于动叶对下游静叶的尾迹和二次流干扰远强于动叶所受到的下游静叶的势流干扰,静叶的气动负荷发生较大波动;弯掠动叶减轻了端壁损失并且减弱了顶部泄漏涡强度和根部角区分离,从而减弱了对下游静叶的非定常干扰,这使得静叶各气动参数的波动幅值显著降低.
关键词:
跨声压气机
,
弯掠动叶
,
气动力
,
气动力矩
,
非定常干扰
杨佃亮
,
丰镇平
工程热物理学报
通过数值方法研究了带叶顶间隙的某一级半透平中的非定常流动和换热问题.数值模拟采用标准k-ω两方程湍流模型,求解非定常雷诺平均N-S方程.动叶顶部间隙取为0.4 mm.分析了动静干涉对动叶顶部间隙内泄漏流动与换热的影响.结果表明,周期性通过的上游静叶尾迹和通道涡足动叶通道中非定常现象的主要来源.流场的波动主要存在于叶顶吸力面侧中间弦长附近.叶顶换热系数波动主要存在于两个位置,一是叶顶吸力面侧,一是叶顶主泄漏通道.叶顶表面面积平均传热系数非定常计算的时均结果与定常计算获得的结果偏差小于2%.
关键词:
轴流透平
,
非定常流动
,
间隙流
,
顶部换热
毛明明
,
宋彦萍
,
王仲奇
工程热物理学报
对一单级跨声压气机设计工况下采用三种弯、掠动叶后的非定常流场分别进行了数值模拟,分析了动叶弯、掠对叶片气动负荷的非定常影响.研究结果表明:与原型动叶相比,三种弯、掠动叶由于改变了动叶气动负荷的分布重心,其气动力矩的时均值都发生了明显的改变;动叶弯、掠使动叶和静叶气动负荷参数随时间的波动幅值明显降低,有益于动、静叶的强度保证;四种压气机模型动叶和静叶的气动负荷参数随时间的波动曲线的相位都发生了变化.
关键词:
跨声压气机
,
弯
,
掠、非定常
,
气动负荷
李宇红
,
唐进
,
刘红
工程热物理学报
提高叶型升力,扩大其稳定工作范围一直是叶轮机械领域关心的问题.本文针对采用定常吸气方法减缓低马赫数流动分离,改善叶型气动特性的问题,在NACA0015叶型上进行了多种工况的数值模拟.结果表明:在叶型头部吸力面分离点附近施加定常吸气,可以提高叶型升力,降低阻力,推迟失速2°左右.存在着最佳的定常吸气动量范围和吸气位置,使得其改善叶型性能的效果最大.文中还给出了定常吸气动量和施加位置等参数对叶型气动性能的一些影响规律.
关键词:
定常吸气
,
叶型
,
流动分离
,
数值模拟
赵庆军
,
王会社
,
赵晓路
,
徐建中
工程热物理学报
为了揭示1+1/2(无低压导叶)对转涡轮流场的非定常流动特性,运用全三维粘性流场计算程序对某1+1/2对转涡轮模型级的流场进行了非定常数值模拟.结果表明,非定常计算可以获得比定常计算更为丰富的流场信息;非定常效应具有逐级累积的趋势;高压导叶压力面叶表静压展向分布比吸力面均匀;高低压动叶压力面和吸力面叶表静压的展向分布不均匀;高压动叶的负荷随叶高的增加而增大;高低压动叶出口气流角沿整个叶展均较大地偏离轴向,说明高低压涡轮的功负荷较高,在出功量上达到了设计目标.
关键词:
对转涡轮
,
非定常流
,
数值模拟
