前緣造型對(duì)跨聲速壓氣機(jī)平面葉柵氣動(dòng)性能影響的數(shù)值研究.pdf_第1頁(yè)
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1、燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防力量提高具有重要戰(zhàn)略意義,其發(fā)展對(duì)壓氣機(jī)負(fù)荷提出了越來(lái)越高的要求,同時(shí)也推動(dòng)了壓氣機(jī)葉型研究的發(fā)展。壓氣機(jī)葉片前緣作為葉片表面邊界層的起始位置,前緣幾何形狀改變將會(huì)影響整個(gè)流道流場(chǎng)分布,合理的前緣處理可以有效控制流動(dòng)分離,改善流場(chǎng)結(jié)構(gòu),提高壓氣機(jī)工作性能。本文以DMU37動(dòng)葉根部5%葉高典型截面葉型為研究對(duì)象,通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)定數(shù)值模擬軟件FLUENT,對(duì)原型及前緣切削后葉柵進(jìn)行詳細(xì)數(shù)值研究,通過(guò)分析流場(chǎng)總

2、壓損失系數(shù)、靜壓系數(shù)、馬赫數(shù)等參數(shù)分布,探究葉片前緣造型對(duì)跨聲速壓氣機(jī)平面葉柵內(nèi)部流動(dòng)特性及損失機(jī)理的影響,尋求有益造型方向,為進(jìn)一步前緣流動(dòng)控制技術(shù)和必要實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。
  本文首先對(duì)研究葉型進(jìn)行了網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證,并在此基礎(chǔ)上與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比,保證計(jì)算方法準(zhǔn)確性可靠性。然后,對(duì)原型葉柵流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬分析,結(jié)果表明隨著進(jìn)口馬赫數(shù)增加,葉柵擴(kuò)壓能力增強(qiáng),流動(dòng)損失增加,可計(jì)算沖角范圍變窄。負(fù)沖角下流動(dòng)狀況較好,隨著沖角增加,前緣鞍點(diǎn)位

3、置提前和偏移,逆壓梯度增強(qiáng),端部角區(qū)分離區(qū)域增大,損失增大。最后,在不改變?cè)腿~柵弦長(zhǎng)前提下,采用一種葉片前緣徑向參數(shù)造型方法,在不同來(lái)流條件下與原型葉柵流場(chǎng)進(jìn)行分析對(duì)比,結(jié)果表明:前緣切削后葉柵出口流場(chǎng)總壓損失增加,靜壓比增加。其中端部區(qū)域低能流體團(tuán)減小,前緣逆壓梯度和角區(qū)分離變?nèi)?,氣流轉(zhuǎn)折能力增強(qiáng),流動(dòng)損失變小,中間高度位置總壓損失增加。前緣切削后正沖角可計(jì)算范圍由+4°增加到+6°,但切削深度不宜過(guò)大;在此基礎(chǔ)上改變徑向切削高度及

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