多级压气机级间流场测试及数值模拟
本文关键词: 多级轴流压气机 流场测量 数值模拟 网格划分 湍流模型 差分格式 出处:《南京航空航天大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:高压压气机的性能直接影响整台发动机的性能。目前对高压压气机的设计及性能预测中CFD数值模拟已被广泛应用,但由于实验数据的缺乏而难以对计算结果的准确性进行评价。基于此,本文对多级轴流压气机级间流场开展了实验和数值研究。首先,在四级低速轴流压气机试验台上开展了流场测量实验,得到大量实验测量数据,包括压气机总体性能参数、级间流场参数分布及静子叶片通道的流场分布等,扩充了压气机流场实验数据库,为数值模拟结果的校验提供了基础。其次,使用商用软件NUMECA对不同条件设置下的压气机模型进行定常数值计算,发现:改变网格划分方式(包括主流区均匀网格百分比、叶尖间隙沿径向网格节点数及总网格量)对数值模拟结果存在影响,且主流区均匀网格所占百分比对计算结果的影响最大;湍流模型的改变对数值模拟总性能影响较大;不同差分格式对数值模拟结果精度存在一定的影响。最后,通过比较分析实验测量结果与数值模拟结果,获得了与实验结果符合最好的数值模拟方法,为CFD技术在压气机设计和优化中的应用提供支持。
[Abstract]:The performance of high pressure compressor directly affects the performance of the whole engine. At present, CFD numerical simulation has been widely used in the design and performance prediction of high pressure compressor. However, due to the lack of experimental data, it is difficult to evaluate the accuracy of the calculation results. Based on this, an experimental and numerical study of the interstage flow field of a multistage axial compressor is carried out. The flow field measurement experiments were carried out on the four-stage low speed axial compressor test rig, and a large number of experimental data were obtained, including the overall performance parameters of the compressor, the distribution of the flow field parameters between stages and the flow field distribution of the stator vane passage, etc. The experimental database of compressor flow field is expanded, which provides the basis for checking the results of numerical simulation. Secondly, the commercial software NUMECA is used to calculate the compressor model under different conditions. It is found that the change of meshing method (including the percentage of uniform mesh in mainstream area, the number of radial mesh nodes in tip clearance and the total mesh amount) has influence on the numerical simulation results. The percentage of uniform mesh in the mainstream area has the greatest influence on the calculation results; the change of turbulence model has great influence on the overall performance of the numerical simulation; different difference schemes have some influence on the accuracy of the numerical simulation results. Finally, By comparing and analyzing the experimental results and the numerical simulation results, the best numerical simulation method is obtained, which provides the support for the application of CFD technology in compressor design and optimization.
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:V233
【参考文献】
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9 姚征,陈康民;CFD通用软件综述[J];上海理工大学学报;2002年02期
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,本文编号:1549702
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