變馬赫數(shù)下大焓降葉片氣動性能的數(shù)值研究.pdf

1、深入認識和了解大焓降葉柵的內(nèi)的流動特點和氣動性能對設(shè)計開發(fā)下一代燃氣輪機和先進的汽輪機有重要的意義，本文從進口馬赫數(shù)入手，研究和分析進口馬赫數(shù)增大對大焓降葉片的氣動性能的影響。
　　本文選擇已有詳細試驗數(shù)據(jù)的大焓降靜葉、動葉葉柵作為數(shù)值模擬的模型，使用CFD數(shù)值計算軟件ANSYS CFX進行試驗條件下的大焓降靜葉葉柵和動葉葉柵的數(shù)值模擬，通過對比數(shù)值計算的結(jié)果和試驗結(jié)果對計算軟件進行校核。校核結(jié)果顯示，數(shù)值模擬計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻

2、合良好。
　　本文使用ANSYS CFX軟件對大焓降靜葉和動葉葉柵分別進行了的-10°、0°、10°三個沖角的0.1至0.8八個進口馬赫數(shù)工況的數(shù)值模擬，并對數(shù)值計算的結(jié)果處理分析。模擬結(jié)果顯示，進口馬赫數(shù)對大焓降葉片氣動性能的影響是多方面的。本文從葉柵的漩渦區(qū)域位置和大小、馬蹄渦的壓力面分支和吸力面分支的形態(tài)變化、葉表靜壓等值線分布、葉型靜壓系數(shù)沿葉型的分布、總壓損失沿葉高分布、流動損失軸向分布六個方面分析和研究進口馬赫數(shù)增大對

3、大焓降葉片的氣動性能的影響。進口馬赫數(shù)的增大使大焓降靜葉和動葉的壓力面和吸力面的三維流動區(qū)有一定幅度的減小，在一定程度上抑制了葉柵內(nèi)的二次流動。吸力面、壓力面上漩渦區(qū)域和軸向流動損失曲線顯示從0.3馬赫開始減弱，在0.4馬赫數(shù)以后較為明顯。這與葉柵通道內(nèi)聲速區(qū)產(chǎn)生的臨界進口馬赫數(shù)0.3吻合，說明了葉柵中激波系結(jié)構(gòu)對通道內(nèi)的端壁區(qū)三維流動有改善作用。馬赫數(shù)的增大對上下端壁馬蹄渦渦核位置影響較小，對馬蹄渦壓力面分支、吸力面分支匯合以及進入吸