全台发动机旋转失速的试验研究

在整台发动机上详尽地研究了压气机旋转失速的起始、发展和消失的复杂过程。试验中利用高频响动态三孔针测得了旋转失速的全部特征参数，包括起始点、团数、频率和相对传播速度以及周向失速范围等。此外，还运用总体平均技术求得了失速区内、外的流场。最后，在这些试验数据基础上进一步探讨了多级压气机旋转失速的性成和结构形态、失速预报信号和畸变影响等问题。     

单级轴流压气机旋转失速、喘振和转子后尾迹的实验研究

应用动态测试方法对单级轴流压气机转子后尾迹,旋转失速,喘振进行了实验研究,得出了由尾迹引起的转子后总紊流度与旋转失速的关系、即在接近旋转失速前转子后尾迹波形有显著的改变,由尾迹所引起的总紊流度有急剧的上升,因而它可能被作为旋转失速预报的途径。对旋转失速及喘振的全过程以及两者的区别和联系作了比较.     

叶排间距影响旋转失速流场的实验研究

利用热膜探针和带高频响压力传感器的三孔针,结合一套动态数据采集和处理系统,详细测量了一个有不同叶排间距的单级轴流压气机的旋转失速点特征参数及流场.证实了失速团数目及传播速度与叶排间距的依存关系.利用失速区内气流与转子进行能量交换的概念,解释了失速区内气流的高切向流动.依靠实验结果,讨论了叶排间距对旋转失速流场的影响.     

压气机系统的非线性对失速模式的影响

在改进算法的Moore-Greitzer简化模型的基础上,成功地模拟了失速旋转波的动态发展过程,并指出了一阶拟线性M－G模型不能模拟非线性很强的小失速团发展过程,建立一个旨在捕捉失速先兆的测试系统,采用8个高频动态压力传感器感受压气机转子叶尖失速前后的动态压力信号,通过谐波Fourier系数（SFC）,系统辨识等失速先兆信号分析方法,成功地识别出了大尺度形成和发展的机理及转化的条件在理论上的共同点,并得到实验上的验证。     

离心风机旋转失速状态下的噪声特性预估

基于Navier-Stokes方程和节流阀函数,对G4-73型离心通风机的吸力面旋转失速现象进行了三维非稳态数值模拟。结果表明:设计工况和失速先兆发生时叶轮中间截面的声功率级分布和相对速度场云图的具有相似性,呈接近中心对称分布;完全失速状态下,高噪区主要分布在部分叶轮流道,其分布和传播特性与失速团的分布位置、周向传播特性完全相同;旋转失速导致叶轮内噪声水平提高,叶轮内最大声功率级提高2～3 dB。预估叶轮内声场的分布特性,有助于达到预测风机声学性能的目的。     

离心压气机无叶扩压器的失速特征

本文用高频响应的热线风速仪与磁带记录仪及CF－920动态信号分析仪一起，组成测量及分析系统，并用该系统对离心压气机无叶扩压器的施转失速进行了详细的测量及分析，文中通过对孤立叶轮及叶轮进口流动的测量鉴别了叶轮和扩压器谁先失速，得出了无叶扩压器产生的失速为渐变型，失速团以12％－22％的叶轮转动速度与叶轮同向旋转，失速产生后会引起整个无叶护压器窨大幅度的速度脉动，另外，在试验过程中观察到一种新的流动现象，即同一流量下交替出现两种不同频率及团数的失速。     

间隙大小对压气机转子间隙泄漏流场的影响

针对叶尖率先出现失速信号的一亚音速轴流压气机转子,采用全三维数值模拟方法分析了3种顶部间隙情况下泄漏流动特点,以及它对转子气动性能的影响。数值模拟结果表明,不同间隙情况下泄漏涡的运行特性与压气机的性能和稳定性密切相关。3种间隙情况下,泄漏涡在近失速工况下均发生了破碎。涡破碎造成泄漏涡体积突然膨胀,从而使堆积在机匣壁上的低能流体迅速扩散,对来流产生了很大的阻塞效应。在下游工况相同的条件下,大间隙时最先发生了泄漏涡破碎,说明泄漏涡初始形成时的强度越强,越容易出现涡破碎。     

子午加速轴流通风机特性试验研究

采用先进的动态测试技术,试验证明了子午加速轴流通风机P～Q特性曲线在高效区域附近产生深谷和折断的原因是叶轮叶片全叶高突变旋转失速;根据抽吸失速涡团的理论设计安装了环状空气分流器,消除了突变旋转失速现象,使P～Q曲线平坦连续,具有全稳定特性。     

某型电动飞机大迎角失速/尾旋特性及试飞研究

飞机在大迎角飞行时,其表面气流发生严重分离,气动力的线性变化遭到破坏,操纵性和稳定性出现不同程度下降,导致飞机失速或进入尾旋,失速特性与尾旋特性直接影响飞机的安全性。为了分析失速/尾旋特性,以某型大展弦比双座电动飞机为例,在风洞试验数据基础上建立了全量六自由度非线性大迎角动力学模型,经过数值仿真计算和分析,获取了某型电动飞机在大迎角下的失速/尾旋特性,根据仿真计算的失速/尾旋特性现象,进行飞行试验,验证了数值仿真的可靠性,为以后分析大展弦比系列电动飞机非线性大迎角下的失速/尾旋特性及试验研究提供参考。     

弯掠动叶对旋转失速流场的影响

给出了弯掠动叶和径向（常规）动叶旋转失速工况下流场的实验结果，论述了这两种叶片在变工况下的性能差异以及弯掠动叶对旋转失速特征参数的影响，进行了失速前后有关试验数据的对比分析，讨论了弯掠动叶引起旋转失速流场变化的机理及对流场的改善作用。     

进气畸变对涡喷发动机工作过程和稳定性的影响的计算分析

本文介绍一种计算方法,可用来计算涡喷发动机在进气畸变下的工作过程。该方法是在涡喷发动机性能模拟基础上,引入平行压气机理论于全台发动机上,提出了称之为全机平行子压气机—混合模型来建立起有进气畸变时发动机的计算方法的。该方法不仅能确定发动机的共同工作点,发动机性能,同时还可算出畸变下的压气机特性。文中具体算例为一台轴流式的、有九级压气机的涡喷发动机。计算求得的发动机工作参数、压气机特性、发动机性能与实验数据吻合良好。     

水泵水轮机泵工况流动结构演变对驼峰特性的影响

为了揭示水泵水轮机在泵工况流动结构演变对特性曲线驼峰特性的影响,采用SAS湍流模型对多个工况点的流态进行全流道数值模拟,得到两者之间的关联性.结果表明,当水轮机在40%~80%最优流量运行时,导叶内发生旋转失速;当流量低于40%最优流量时,转轮进口产生的回流涡结构在尾水管边壁侧产生螺旋回流阻碍过流,并改变转轮叶道在空间上的过流能力,进而改变转轮出流特性;转轮出口下环侧流速降低,使导叶所有叶道均产生剧烈流动分离,导致旋转失速消失,并产生回流流入转轮.转轮进口回流涡结构的出现,改变了水轮机内的流动分离特性,使水头损失突然增大,产生驼峰特性.     

定常微量喷气提高轴流压气机稳定工作裕度机理探讨

顶部喷气是提高压气机稳定工作裕度的有效方式之一。文中设计了一种新型的喷嘴结构,利用高速单级轴流压气机试验台,研究了定常微量喷气对压气机性能和稳定工作裕度的影响。试验结果表明:在53%设计转速下,占压气机设计流量0.064%的喷气量可以使得压气机的失速裕度提高7.69%。同时,对带定常微量喷气的压气机转子内部流动进行了时间精确的非定常数值模拟,对比分析了喷气前后转子顶部区域不同的流动结构。将顶部间隙泄漏涡轨迹向压气机转子尾缘推移,抑制来流/顶部间隙泄漏流交接面向转子叶片前缘移动是定常微量喷气提高压气机失速裕度的主要机理。     

静叶部分间隙对压气机低工况稳定性影响

为了解决角区失速造成能量损失并影响压气机稳定性问题,本文采用数值模拟的方法对某1.5级压气机进行数值计算。通过对不同部分间隙方案的定常变转速特性计算,对其静叶低工况失稳机理、部分间隙对角区流场的改善机理进行研究。结果表明:静叶部分间隙能够有效地拓宽压气机低工况裕度。中间间隙的效果最好,裕度从25%提升为31%,同时对最大效率点造成的损失最小。其他位置间隙所产生泄漏流动量不足,无法完全消除角区失速涡。对于间隙控制技术,需要将间隙开在近失速点角区失速涡的涡核处,并保证间隙泄漏流动量最大,这样的控制效果较好。     

涡流发生器对风力机翼段动态失速影响

为研究翼型动态失速过程中,涡流发生器(VGs)对其气动特性和流场的影响,本文采用延迟分离涡模型对加装VGs的风力机翼型DU91-W2-250翼段动态失速进行了数值模拟,分析了VGs对深失速和轻失速转化过程的影响。结果表明:涡流发生器对动态失速有抑制作用,有显著的增升减阻效果,翼段下俯段的气动性能改善效果要好于上仰段。由于分离程度不同,翼段加涡流发生器后,深失速下俯段升力低于上仰段,轻失速下结果则相反。     

亚声速压气机转子失速先兆诱发机制的非定常机理分析

针对某亚声速轴流压气机转子,采用多通道全三维数值模拟方法对其预失速性能(即失速起始过程)进行了时间精确的数值模拟.对计算结果进行分析表明,环面高压斑的传播速度及其影响范围与已有的试验测量结果取得了很好的一致性,因此数值模拟合理地揭示出了突尖波产生的流体动力学机制.叶尖分离涡的形成及其在不同通道的传播是流动失稳过程中叶尖...     

涡轮风扇发动机中过失速性能数值模拟

基于风扇、压气机的级特性,本发展了混合加力涡轮风扇发动机过失速一维非定常逐级模拟技术,采用了分析压缩系统过失速响应的动态滞后方法,并通过调节发动机尾喷管的出口面积来模拟发动机的过失速情况,给出了涡扇发动机进入过失速状态的主要特性及性能参数变化的规律,并讨论了时间迟滞常数的改变对发动机过失速的影响。     

分析压气机稳定性的Euler模型

分析压气机稳定性的Ｅｕｌｅｒ模型张明川，唐狄毅关键词ＣＶＤ（化学气相沉积），预涂层，石墨粉，金刚石膜中图分类号ＴＢ４３旋转失速和喘振是压气机固有的不稳定工作现象，是一个具有挑战性的研究课题。以往的分析模型一般建立在小扰动理论基础上，适用于低速不可压流...     

高雷诺数圆柱绕流分离的旋转控制

为了深入研究高雷诺数旋转圆柱绕流的流场特性,采用大涡模拟(LES)方法对雷诺数Re分别为3 900、1.4×105、1.0×V106的圆柱绕流在不同转速条件下的三维流场进行了数值仿真。首先以典型非旋转圆柱绕流为算例与相关研究结果进行了对比,验证了本文计算方法与结果的准确性,然后对旋转速度α分别为1、2、3、4时的圆柱绕流进行了模拟。结果表明,不同雷诺数条件下旋转效应都可以有效抑制旋涡脱落和尾部湍流的产生,且分离涡随着转速和雷诺数的增大而变小。同时,雷诺数越小,圆柱的升阻比越大,而超临界区升阻力系数的变化趋势不明显且其值较小;雷诺数越大,受到粘性力的影响越小。     

旋转圆柱尾涡及受力计算方法研究

为了研究旋转圆柱的三维流场和受力特性,本文采用沉浸边界-格子玻尔兹曼方法(IB-LBM),对均匀来流条件下旋转圆柱进行了数值模拟,分析了不同相对转速和雷诺数的影响。结果表明旋转作用使尾涡与流动方向之间产生一定夹角,相对转速的增大致使停滞点向上移动,并且影响柱体周围流速的损失。相对转速在1～2存在临界点,临界点前后速度波动范围发生改变。雷诺数能改变正负涡的脱落状态,增加柱体尾涡的三维性,并对升阻力产生相反的影响。计算结果验证了IB-LBM在处理旋转问题时的可行性,当前结果与文献中的结果相吻合。