叶轮机械中若干非定常流动特征的初步研究

发布时间：2021-08-16 08:56

　　随着国内外航空航天技术和相关领域的不断发展与进步,原先建立在相对简化的定常流动假设下的研究方法和设计手段已不能满足对叶轮机械更高性能指标的要求,因此对叶轮机械中非定常问题的研究逐渐成为引人瞩目的课题。然而叶轮机械中的非定常流动是高度复杂的,其中涵盖了多种非定常因素,本文对叶轮机械中诸类非定常现象的耦合效应进行初步研究,旨在探索其中相互作用的机理,为发展成熟有效的非定常设计体系提供理论支持。 分离流动是叶轮机械中相当普遍的非定常现象。文中首先对一排压气机叶栅在非设计工况下的非定常特性进行研究,通过数值计算得到不同攻角下叶栅的非定常流场,发现在大攻角下出现大尺度涡脱落分离流动呈现接近周期性的变化。随着攻角的增大,流场的非定常性逐步增强,分离现象也益发显著。文中继而在此基础上探讨了振荡扰流对此类叶栅分离流场的影响,通过有无激励情况下叶栅非定常流场的对比,发现选择合适的激励频率、激励幅值和激励加入点,可以有效地抑制或推迟分离的产生,从而改善叶栅的气动性能。 非定常尾迹同样也是一种广泛存在于叶轮机械中的非定常现象,它的存在对下游叶片排产生了非常大的影响。本文中在一排涡轮叶栅前增加运动的圆柱,利用... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所)北京市

【文章页数】：139 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

下游叶栅通道一个周期内的非定常速度矢量和揣动能云图H(..PHdosno，200，[l])z尾迹向下游的输运是一个随流体迁移的过程，通常影响范围都能达到数倍轴

ClausH.sieverding对一个跨音速叶栅进行了实验研究130]，实验中使用瞬间烟雾成像技术、全息干涉法和白光差分干涉法得到了尾迹的结构和涡脱落的进程。图1.6给出了一个周期内涡脱落的流场进程。

研究发现在一定攻角范围内，满足一定条件的非定常激励能够改善分离流场的结构，使分离区涡的强度削弱，流场中非定常的无序流动整合为有序流动，有效地提高了叶栅的时均性能，如图1.11所示。图1.910。攻角下流场中某点总压时域图图1.1010。攻角下流场中某点总压频谱图

【参考文献】：
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本文编号：3345374