靜葉附面層抽吸對跨聲速壓氣機(jī)氣動性能影響的數(shù)值研究.pdf

1、現(xiàn)代航空發(fā)動機(jī)的高效和高負(fù)荷設(shè)計(jì)指標(biāo)對壓氣機(jī)的效率和負(fù)荷水平提出了較高的要求，而葉片的高負(fù)荷會導(dǎo)致流道內(nèi)流體的逆壓梯度和二次流動增強(qiáng)，葉片表面容易出現(xiàn)附面層分離，導(dǎo)致壓氣機(jī)的喘振裕度下降，葉柵損失增大，效率下降。采用主動流動控制技術(shù)——附面層抽吸技術(shù)，可以有效提高葉片載荷，重整壓力梯度分布，有效控制附面層的發(fā)展。
　　本文通過實(shí)驗(yàn)數(shù)值標(biāo)定的CFD數(shù)值模擬手段，對各個工況下壓氣機(jī)靜葉的流場進(jìn)行詳細(xì)數(shù)值研究，找到流動分離位置，對跨聲速

2、壓氣機(jī)靜葉流道進(jìn)行附面層抽吸，抽吸方案主要有在靜葉吸力面開孔、開槽抽吸;端壁開設(shè)流向槽、周向槽抽吸以及在吸力面與上端壁同時開槽的組合抽吸。通過分析靜葉的極限流線、靜壓系數(shù)、不同截面總壓損失系數(shù)分布和馬赫數(shù)分布等參數(shù)，尋求靜葉流場流動損失的主要原因以及附面層抽吸對流場有效的流動控制方案。
　　首先，對比原型在吸力面附面層開槽/孔抽吸方案，在不同抽吸量下，減薄了吸力面來流附面層的厚度，提升了附面層動能，角區(qū)分離尺度縮減。適當(dāng)增加抽吸量

3、之后，對端壁效應(yīng)有一定影響，更加有效的縮減吸力面角區(qū)分離和回流的范圍，降低損失。其次，在端壁附面層抽吸方案中，流向槽抽吸顯著的吸除了低能流體，截?cái)嗔硕吮诟矫鎸觾?nèi)低能流體向吸力面?zhèn)鹊倪w移，低能流體在角區(qū)內(nèi)的積聚減弱，閉式分離渦被吸除，對流道堵塞減輕，延緩了壓氣機(jī)失速的發(fā)生。第三，端壁周向槽附面層抽吸推遲了角區(qū)分離發(fā)生，顯著地減弱了來流附面層的橫向二次流動以及低能流體向吸力面?zhèn)冗w移的能力。最后，吸力面-上端壁同時開槽吸氣的組合抽吸方案集合了