非定常等离子体扰动下的叶顶泄漏涡演化机理探讨

发布时间：2022-08-10 15:05

　　高负荷、小展弦比涡轮叶片设计方案的采用使得间隙两侧压力梯度增大,叶顶泄漏流动加剧,形成了复杂的涡系结构,从而使得气动损失增加。目前,等离子体流动控制技术正处于迅猛发展的状态,尤其是非定常激励因消耗能量少,可与流场频率相耦合等优点而备受关注,其在改善涡轮的流场结构,提高涡轮的气动效率方面具有广阔的前景,为控制间隙流动提供了新思路。在改进的Shyy模型的基础上,本文对比分析了有/无非定常激励下涡轮平面叶栅的流动结构,探索了其激励所产生的旋涡结构与叶栅流场内涡系结构的相互抑制/诱发机理,探讨了压力、流速、旋涡强度、能量损失系数等参数随激励周期的变化规律。计算结果显示,非定常激励在压力边侧诱导产生诱导涡1,加速了分离泡的破碎过程,减少了低能流体的产生,此外,其在吸力边侧诱导形成诱导涡2,占据了一定的纵向间隙高度,使得间隙流动受到阻碍,泄漏流量随之降低,并且在2/4T时刻达到最小。在非定常激励的作用下,间隙泄漏流体向尾缘方向偏转,推迟了泄漏涡的形成,泄漏涡的强度和尺寸均减小,所在位置上移并且向吸力边靠近,其保持稳定的涡核结构的能力被削弱,沿流向发展所持续的距离缩短,泄漏涡提前发生破碎现象,此外,... 

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

间隙流动示意图

间隙底部的流线分布[7]

出口横截面的涡系结构分布[22]

【参考文献】：
期刊论文
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[2]第三代涡识别方法及其应用综述[J]. 王义乾,桂南.  水动力学研究与进展（A辑）. 2019(04)
[3]Kriging方法在DBD等离子体模型参数辨识中的应用[J]. 于佳宁,宋彦萍,俞建阳,金家辉.  工程热物理学报. 2019(02)
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博士论文
[1]船用燃气轮机涡轮叶顶间隙泄漏流动及控制技术研究[D]. 高杰.哈尔滨工程大学 2014
[2]跨音速高压涡轮转子叶尖间隙泄漏流动及控制方法研究[D]. 王大磊.清华大学 2012
[3]涡轮间隙流动主动控制的试验研究及数值模拟[D]. 牛茂升.上海交通大学 2010



本文编号：3673856