大转折角弯曲扩压叶栅旋涡结构PIV研究
发布时间：2022-02-10 18:38
叶轮机械内部的流动是工程实践中最复杂的流动之一。其流动的主要特点是流场中存在复杂的旋涡结构;流场中的旋涡形成、发展和破碎的演化过程,旋涡与周围流体之间、旋涡之间,以及旋涡与物面之间的相互作用,支配着整个流场的流动特性和物面受力情况。对压气机而言,其内部的旋涡运动不仅会对效率产生影响,更关系到运行的安全性。本文应用二维PIV测量技术完成了对正、反弯扩压叶栅瞬态流场测量,得到了不同流面内速度和涡量的分布。在S1流面内主要测量了流道内和叶栅出口流场,研究了不同叶高处流体的流动特点。对叶栅前缘S2流面进行了测量,观测到了不同叶栅的马蹄涡形态。沿流向共测量了15个不同轴向位置的S3截面,研究了不同叶栅内通道涡沿流向的发展变化情况。实验结果表明,在大正攻角情况下,正、反弯扩压叶栅吸力面附近存在大面积的分离区,叶栅内充满了各种形态的旋涡,流动呈现很强的非定常性、非对称性,同一位置不同时刻流场的流动特征差异较大。对于正弯叶栅,吸力面根部区域分离尺度明显小于中部;出口气流角沿径向变化较大;在叶栅前缘形成了较强的马蹄涡;其通道涡形成较早,位置相对稳定。对于反弯叶栅,吸力面根部分离比中部略大;出口气流角较正...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
弯曲叶片控制端部流动机理Fig1-2Flowmechanisminthecurvedcascade
图 1-3 PIV 测量结果 图 1-4 数值模拟结果Fig 1-3 PIV result Fig 1-4 CFD result对其做出了改进。2000 年，上海交通大学刘应征[46]将 PIV 技术应用到旋转流动旋涡破裂现象的研究中，获得了旋涡破裂产生和消失前后全场速度的变化情况。2004 年北航于宏军等[47][48]运用 PIV 技术分别对设计状态和近失速状态下压气机转子叶尖非定常复杂旋涡流动进行了三维瞬态测量，并阐述了设计状态下压气机转子叶尖泄漏涡产生、发展、失稳、破碎的演化过程。2006 年，北航周盛等[49]在环形压气机叶栅流动控制（吹气）实验中，使用了 PIV 测量，结果显示，对附面层分离的主动控制大幅能够大幅降低流动损失。目前 PIV 的应用仍存在一些技术问题，例如如何提高时空分辨力，如何达到或接近数据实时处理的能力，示踪粒子的选择和播撒技术等。1.6B9论文的主要工作从弯曲叶片的作用机理可以看出，它利用叶片力的径向分量控制二次流动，以实现对流场气动性能的改变。二次流动与旋涡结构密切相关，因此研究弯曲扩压叶栅内的旋涡结构，可以加深对叶片弯曲控制二次流动机理的认识，以便更好地利用叶片弯曲对流动的控制作用。本文采用 PIV 技术，对具有大折
图 1-3 PIV 测量结果 图 1-4 数值模拟结果Fig 1-3 PIV result Fig 1-4 CFD result对其做出了改进。2000 年，上海交通大学刘应征[46]将 PIV 技术应用到旋转流动旋涡破裂现象的研究中，获得了旋涡破裂产生和消失前后全场速度的变化情况。2004 年北航于宏军等[47][48]运用 PIV 技术分别对设计状态和近失速状态下压气机转子叶尖非定常复杂旋涡流动进行了三维瞬态测量，并阐述了设计状态下压气机转子叶尖泄漏涡产生、发展、失稳、破碎的演化过程。2006 年，北航周盛等[49]在环形压气机叶栅流动控制（吹气）实验中，使用了 PIV 测量，结果显示，对附面层分离的主动控制大幅能够大幅降低流动损失。目前 PIV 的应用仍存在一些技术问题，例如如何提高时空分辨力，如何达到或接近数据实时处理的能力，示踪粒子的选择和播撒技术等。1.6B9论文的主要工作从弯曲叶片的作用机理可以看出，它利用叶片力的径向分量控制二次流动，以实现对流场气动性能的改变。二次流动与旋涡结构密切相关，因此研究弯曲扩压叶栅内的旋涡结构，可以加深对叶片弯曲控制二次流动机理的认识，以便更好地利用叶片弯曲对流动的控制作用。本文采用 PIV 技术，对具有大折
【参考文献】：
期刊论文
[1]近失速状态下压气机转子叶尖旋涡流动研究[J]. 于宏军,刘宝杰,刘火星,蒋浩康. 航空学报. 2004(01)
[2]设计状态下压气机转子叶尖泄漏涡流动研究[J]. 于宏军,刘宝杰,刘火星,蒋浩康. 航空学报. 2004(01)
[3]弯曲叶片降低能量损失的涡动力学机制[J]. 王松涛,王仲奇,冯国泰. 哈尔滨工业大学学报. 2002(05)
[4]扩压叶栅端壁角区流向涡对湍流特性的影响[J]. 刘火星,陈矛章,蒋浩康. 工程热物理学报. 2002(01)
[5]扩压叶栅角区马蹄涡的实验研究[J]. 刘火星,陈矛章,蒋浩康. 工程热物理学报. 2000(06)
[6]扩压叶栅出口近端壁区域流动结构和紊流特性[J]. 刘火星,陈矛章,蒋浩康. 工程热物理学报. 2000(04)
[7]新技术、新工艺和新材料的结晶普惠公司研制的F119发动机[J]. 陈光. 国际航空. 2000(07)
[8]研究新技术 开拓新市场CFMI公司为21世纪的商用发动机作技术准备[J]. 瞿立生. 国际航空. 1999(12)
[9]环形压气机叶栅内部严重分离流动的实验研究[J]. 李宇红,叶大均. 清华大学学报(自然科学版). 1999(12)
[10]环形压气机叶棚内部分离流结构分析 第二部分:流道内分离流[J]. 李宇红,叶大均. 工程热物理学报. 1999(04)
博士论文
[1]采用叶片弯/掠及附面层抽吸控制扩压叶栅内涡结构的研究[D]. 张华良.哈尔滨工业大学 2007
[2]弯曲叶片控制扩压叶栅二次流动的实验研究[D]. 钟兢军.哈尔滨工业大学 1996
本文编号：3619334
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
弯曲叶片控制端部流动机理Fig1-2Flowmechanisminthecurvedcascade
图 1-3 PIV 测量结果 图 1-4 数值模拟结果Fig 1-3 PIV result Fig 1-4 CFD result对其做出了改进。2000 年，上海交通大学刘应征[46]将 PIV 技术应用到旋转流动旋涡破裂现象的研究中，获得了旋涡破裂产生和消失前后全场速度的变化情况。2004 年北航于宏军等[47][48]运用 PIV 技术分别对设计状态和近失速状态下压气机转子叶尖非定常复杂旋涡流动进行了三维瞬态测量，并阐述了设计状态下压气机转子叶尖泄漏涡产生、发展、失稳、破碎的演化过程。2006 年，北航周盛等[49]在环形压气机叶栅流动控制（吹气）实验中，使用了 PIV 测量，结果显示，对附面层分离的主动控制大幅能够大幅降低流动损失。目前 PIV 的应用仍存在一些技术问题，例如如何提高时空分辨力，如何达到或接近数据实时处理的能力，示踪粒子的选择和播撒技术等。1.6B9论文的主要工作从弯曲叶片的作用机理可以看出，它利用叶片力的径向分量控制二次流动，以实现对流场气动性能的改变。二次流动与旋涡结构密切相关，因此研究弯曲扩压叶栅内的旋涡结构，可以加深对叶片弯曲控制二次流动机理的认识，以便更好地利用叶片弯曲对流动的控制作用。本文采用 PIV 技术，对具有大折
图 1-3 PIV 测量结果 图 1-4 数值模拟结果Fig 1-3 PIV result Fig 1-4 CFD result对其做出了改进。2000 年，上海交通大学刘应征[46]将 PIV 技术应用到旋转流动旋涡破裂现象的研究中，获得了旋涡破裂产生和消失前后全场速度的变化情况。2004 年北航于宏军等[47][48]运用 PIV 技术分别对设计状态和近失速状态下压气机转子叶尖非定常复杂旋涡流动进行了三维瞬态测量，并阐述了设计状态下压气机转子叶尖泄漏涡产生、发展、失稳、破碎的演化过程。2006 年，北航周盛等[49]在环形压气机叶栅流动控制（吹气）实验中，使用了 PIV 测量，结果显示，对附面层分离的主动控制大幅能够大幅降低流动损失。目前 PIV 的应用仍存在一些技术问题，例如如何提高时空分辨力，如何达到或接近数据实时处理的能力，示踪粒子的选择和播撒技术等。1.6B9论文的主要工作从弯曲叶片的作用机理可以看出，它利用叶片力的径向分量控制二次流动，以实现对流场气动性能的改变。二次流动与旋涡结构密切相关，因此研究弯曲扩压叶栅内的旋涡结构，可以加深对叶片弯曲控制二次流动机理的认识，以便更好地利用叶片弯曲对流动的控制作用。本文采用 PIV 技术，对具有大折
【参考文献】：
期刊论文
[1]近失速状态下压气机转子叶尖旋涡流动研究[J]. 于宏军,刘宝杰,刘火星,蒋浩康. 航空学报. 2004(01)
[2]设计状态下压气机转子叶尖泄漏涡流动研究[J]. 于宏军,刘宝杰,刘火星,蒋浩康. 航空学报. 2004(01)
[3]弯曲叶片降低能量损失的涡动力学机制[J]. 王松涛,王仲奇,冯国泰. 哈尔滨工业大学学报. 2002(05)
[4]扩压叶栅端壁角区流向涡对湍流特性的影响[J]. 刘火星,陈矛章,蒋浩康. 工程热物理学报. 2002(01)
[5]扩压叶栅角区马蹄涡的实验研究[J]. 刘火星,陈矛章,蒋浩康. 工程热物理学报. 2000(06)
[6]扩压叶栅出口近端壁区域流动结构和紊流特性[J]. 刘火星,陈矛章,蒋浩康. 工程热物理学报. 2000(04)
[7]新技术、新工艺和新材料的结晶普惠公司研制的F119发动机[J]. 陈光. 国际航空. 2000(07)
[8]研究新技术 开拓新市场CFMI公司为21世纪的商用发动机作技术准备[J]. 瞿立生. 国际航空. 1999(12)
[9]环形压气机叶栅内部严重分离流动的实验研究[J]. 李宇红,叶大均. 清华大学学报(自然科学版). 1999(12)
[10]环形压气机叶棚内部分离流结构分析 第二部分:流道内分离流[J]. 李宇红,叶大均. 工程热物理学报. 1999(04)
博士论文
[1]采用叶片弯/掠及附面层抽吸控制扩压叶栅内涡结构的研究[D]. 张华良.哈尔滨工业大学 2007
[2]弯曲叶片控制扩压叶栅二次流动的实验研究[D]. 钟兢军.哈尔滨工业大学 1996
本文编号：3619334
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