风扇/增压级端区流动优化设计研究

以某大涵道比风扇/增压级为例,针对风扇/增压级三维数值模拟中转子端区存在的流动分离现象,开展端区流动优化设计。通过分析可知在风扇转子和增压级转子根部均存在较强的二次流,利用波浪内壁改变流道曲率,降低了风扇根部的径向迁移流动,消除了增压级转子根部分离,有效提高了风扇/增压级内涵效率及失速裕度。同时,对于增压级转子叶片还尝试了采用J型积叠的方式开展端区优化设计,三维计算表明采用弯曲动叶同样可以有效改善转子根部的二次流动,消除流动分离。     

增压级末级流路和末级静叶安装角优化设计

为了改善增压级流场特性、提升包括增压级在内的低压压气机部件的性能水平,本文开展了增压级末级流路和末级静叶安装角的优化设计。通过优化增压级末级动叶和静叶的进口马赫数,验证了末级流路大曲率变化特征对于叶片根部流场的影响;通过优化末级静叶的安装角,降低了内涵支板对上游流场的堵塞效应;在此基础上,实现了低压压气机部件性能水平的提升。三维数值求解结果表明,低压压气机部件设计工况的效率提升了0.30个百分点;末级静叶进口静压的最大值下降了约2 000 Pa,进口静压的周向不均匀性明显降低。本文的研究成果在大涵道比航空发动机压缩部件的气动设计中具有重要的工程应用价值。     

某型民机VBV放气性能试验研究

基于某型民机过渡段与VBV放气活门,建立元件级VBV试验件与整机VBV放气之间的换算方法,表明放气量与内涵流量、活门开度、内外涵静压比有关。采用扇形试验段,开展数值模拟,完成放气性能试验,并测量过渡段出口流场。结果表明,当外开式放气活门打开放气时,过渡段内壁面存在低速流即低压区,而外壁面低压区减小。试验验证了VBV放气性能,建立外开式VBV放气量曲线,为整机性能试验与VBV设计提供了试验依据。     

非设计工况风扇形变与气动影响数值模拟研究

当发动机在非设计点工作时,由于离心力和气动力的差异,风扇叶片的真实热态叶型将与设计状态的热态叶型产生偏差。本文以某型民机大涵道比风扇叶片为基础,针对换算工况与物理工况的热态叶型形变偏差,以及部分转速与设计转速热态叶型的形变偏差,分析两种偏差下热态叶型的变化,并对形变带来的特性和流场变化开展数值模拟分析,量化形变对风扇叶片性能的影响,进而为风扇叶片数值分析结果的修正提供了依据。     

大涵道比航空发动机风扇/增压级鸟撞性能数值模拟研究

针对民航客机涡扇发动机鸟撞问题,以某民机大涵道比涡扇发动机风扇/增压级为研究对象,将风扇鸟撞造成的缺损进行简化,构建了四种简化的鸟撞损伤模型。在此模型的基础上,采用数值模拟方法,预测和分析鸟撞损伤引起的风扇气动性能变化。通过分析得出,鸟撞后风扇流量、压比、效率、裕度均显著下降,缺损超过两片叶片后性能显著恶化。其中靠近损伤叶片吸力面一侧的叶片入口攻角增大,产生流动分离,是造成风扇裕度下降的关键叶片。     

轴流通风机非稳定工况特性的试验研究

以6XF型轴流通风机为例,对风机的气动、噪声和振动等参数进行了测试,经综合分析发现,随着流量的减小,先出现其特征与旋转失速不同的失速工况,继而出现其特征与喘振不同的近壳壁旋绕倒流的工况.详细阐述了所进行试验的结果并进行了分析,得出了结论.