材料期刊网，材料期刊，材料类期刊，材料期刊投稿

本文将叶顶微喷气方法应用于 NASA Rotor37 跨音速轴流压气机转子,在近失速工况,利用数值模拟方法研究了不同喷气量时叶顶间隙泄漏流对微喷气的非定常响应机理和叶顶微喷气的扩稳效果.结果表明,喷气使得叶顶区域的叶表压力随喷嘴与叶片相对位置的变化沿弦向发生波动,抑制了叶顶泄漏流的自激非定常波动,使叶顶泄漏流轨迹沿叶片吸力面向下游移动,实现了提高压气机性能和稳定性的目的.采用喷射气流的无量纲总动量可关联亚音速和跨音速轴流压气机不同喷气方案的扩稳效果,该无量纲总动量与来流总动量和喷射气流高度成反比,而与叶高和喷射气流总动量成正比.

关键词: 轴流压气机 , 叶顶间隙流 , 非定常 , 喷气 , 扩稳

转子尾迹非定常特征与稳定性关联的实验研究

王偲臣 , 李继超 , 杜娟 , 林峰 , 聂超群

工程热物理学报

本文对一台低速轴流压气机的转子尾迹流场进行了三维动态测量,结果显示,在靠近失速过程中,转子叶顶尾迹中出现了0.5BPF的叶顶泄漏流特征频率且其功率随流量减小而增大,同时1BPF频带的功率降低;在叶顶喷气扩稳状态下,0.5BPF和1BPF的功率分别减弱和恢复,这种反向变化验证了转子尾迹非定常特征与压气机稳定性的规律性关联,为失稳机理和扩稳策略的研究提供了新的参考.

关键词: 轴流压气机 , 转子尾迹 , 稳定性 , 非定常性

轴流压气机叶栅非定常叶顶泄漏流的研究

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

跨音压气机等离子体激励扩稳的数值研究

李志远 , 杜娟 , 李帆 , 王开 , 李钢 , 林峰

工程热物理学报

本文以跨音轴流单转子压气机为研究对象,对65％和98％额定转速下,不同等离子体激励强度的扩稳效果进行研究.结果表明,在一定转速下,等离子体激励强度越高,扩稳效果越好;相同等离子激励强度下,转速越高,扩稳效果越差.通过对该单转子机匣壁面轴向剪切应力的分析,发现等离子体激励的扩稳机制是将泄漏流与主流交界面位置推向叶片通道下游,抑制泄漏流在叶片前缘的溢出.在此基础上,本文提出了一种利用靠近失速的小流量工况下的泄漏流与主流交界面位置预判等离子体激励效果的方法.该方法由于不需要计算到失速边界,因此可以快速初判等离子激励的相对扩稳效果,为跨音环境下等离子扩稳方案的设计提供指导.

关键词: 等离子 , 轴流压气机 , 扩稳 , 流动控制 , 跨音

基于近似模型的透平机械多目标优化

王晓东 , 康顺

工程热物理学报

本文研究了采用多目标优化算法NSGA—II与前馈神经网络的耦合优化方法的收敛性问题。提出了一种改进的拥挤距离和coarse-to-fine的迭代策略，有效地解决了原耦合方法不收敛的问题。在此基础上，提出了基于数值模拟和耦合优化方法的多目标气动设计框架，并对转子37进行了三目标优化。优化结果表明，多目标优化结果的气动性能优于单目标优化结果。同时，多目标优化可以提供多种可选择方案，具有很高的实用性。

关键词: 多目标遗传算法 , 前馈神经网络 , 数值模拟 , 轴流压气机 , 弯掠叶片

基于周向单槽的低速轴流压气机扩稳方式研究

刘乐 , 南希 , 李继超 , 张宏伟 , 林峰 , 聂超群

工程热物理学报

本文在低速单转子轴流压气机上对于周向单槽进行了实验研究。首先在叶片前后两端选取了两个单槽，在壁面不同弦向位置进行了动态静压信号的测量。通过静压信号的功率谱分析发现，前端单槽可以明显抑制泄漏流非定常波动所对应的频带，而后端单槽对该频带无明显改变。为了进一步讨论后端单槽的作用机理，又针对后端单槽设计了放气和引气两种扩稳结构，通过实验和数值模拟验证了其扩稳效果。结果表明，在后端单槽底部放气会降低扩稳效果，而在单槽底部放气后引回前缘进行喷气的结构可以进一步提升扩稳效果。

关键词: 轴流压气机 , 失速 , 机匣处理 , 叶顶喷气