低反力度超音速壓氣機(jī)靜子葉型及流動(dòng)控制研究.pdf

1、本文
　　首先，對(duì)數(shù)值軟件以某三級(jí)低反力度壓氣機(jī)第一級(jí)靜葉為研究對(duì)象，利用數(shù)值模擬的方法在二維模型下研究超聲速來流條件時(shí)流道內(nèi)部的流動(dòng)現(xiàn)象，較全面地分析了抽吸形式以及葉片幾何構(gòu)型對(duì)超聲速低反力度靜葉氣動(dòng)性能的影響，擬解決超聲速壓氣機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)的附面層分離和激波形成的干涉問題。FINE/TURBO進(jìn)行介紹，并進(jìn)行網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證。系統(tǒng)地分析了網(wǎng)格布點(diǎn)數(shù)和布點(diǎn)方式對(duì)流動(dòng)的影響，給出相對(duì)完善的抽吸網(wǎng)格拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。隨后通過分析邊界條件和收斂方式

2、，提出了比較合理的計(jì)算方案，最后給出了評(píng)估壓氣機(jī)性能參數(shù)的計(jì)算公式。
　　之后，通過對(duì)原型方案的分析可知，超聲速來流條件下的大折轉(zhuǎn)擴(kuò)壓靜葉柵內(nèi)出現(xiàn)的附面層分離現(xiàn)象極其嚴(yán)重，因而利用抽吸來控制分離現(xiàn)象是必要的。之后從抽吸壓力、抽吸槽位置、抽吸槽寬度三個(gè)方面對(duì)流動(dòng)控制進(jìn)行探索，并獲得最合適的抽吸方案。研究結(jié)果表明：當(dāng)抽吸位置位于55％-60%之間、抽吸槽寬度為葉片軸向長(zhǎng)度的3%-5%時(shí)，靜子獲得的靜壓比最高達(dá)到1.82，總壓損失系數(shù)小

3、于0.08。抽吸率在5%左右時(shí)，附面層分離得到有效控制，激波與附面層干涉現(xiàn)象得到緩解。
　　最后，利用14參數(shù)法對(duì)帶有合理抽吸方案的二維葉型進(jìn)行參數(shù)化造型。研究葉片最大厚度大小與斜率、進(jìn)出口厚度斜率、前尾緣半徑與長(zhǎng)寬比對(duì)流動(dòng)的影響，分析了靜葉柵流動(dòng)參數(shù)的變化規(guī)律以及內(nèi)部激波模式轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。隨后從背壓和進(jìn)口氣流角兩方面對(duì)變工況條件下進(jìn)行流動(dòng)分析，可以發(fā)現(xiàn)：當(dāng)背壓增大時(shí)，可以通過增大抽吸量穩(wěn)定流道內(nèi)部的激波分布；負(fù)攻角狀態(tài)相比正攻角狀態(tài)