跨音速压气机转子叶尖间隙流场特性研究

为了分析跨音速转子叶尖间隙高度对转子叶尖流场的影响,以某轴流压气机跨音级为研究对象,采用全三维数值模拟方法,探讨了设计点和近失速工况下叶尖泄漏涡与激波的相互作用现象及不同的间隙条件下叶尖泄漏涡的演化、发展规律.计算结果表明,与设计点相比,近失速工况下间隙泄漏涡在流场中的位置及其与叶片弦长的夹角基本不变,但其对激波的影响...     

涡轮增压器压气机流场仿真分析

以涡轮增压器离心压气机为研究对象,通过模拟不同工况下发动机工作时涡轮增压器的压气机实际流通特性,分析了压气机内部流场随转速和叶顶间隙的变化规律。在ICEM中建立结构化网格,针对不同转速和不同叶顶间隙采用SST双方程湍流模型,对离心压气机内部流场进行数值模拟。结果表明,随着转速的增加,气体的流动状态变差,低压区范围扩大,出现明显的漩涡,气体不能充分地流动发展;随着叶顶间隙尺寸的减小,流动损失减小,压气机做功能力增大。     

叶尖间隙对轴流压气机近失速叶尖流动的影响

为研究动叶间隙大小对轴流压气机近失速叶尖流动的影响,以一台高亚声速一级半压气机级为研究对象,在设计间隙、小间隙及2个大间隙下进行定常三维数值模拟。计算结果表明,设计间隙下压气机喘振裕度最大,随着间隙增大,裕度近似呈线性降低,失速形式由动叶吸力面分离引起的"叶尖失速"转变为"泄漏涡堵塞失速"。大间隙情况下,叶尖前缘附近发出的泄漏流形成松散的涡系结构,诱导中部及尾缘附近泄漏流共同形成回流及大量二次泄漏,堵塞转子通道进口,引起失速的发生。     

轴流压气机试验台及流场测量技术综述

流动特性实验是研究轴流压气机气动性能的重要手段,而轴流压气机气动性能测试台是进行压气机试验研究的工具。文章结合国内外轴流压气机试验台的现状,总结了轴流压气机的进气系统、排气系统、驱动系统以及常用流场测量技术,分析了在设计轴流压气机试验台和实验布置时需要考虑的因素,并对轴流压气机试验台的发展趋势进行了展望。     

斜流压气机扩压器流场的数值模拟

用数值模拟方法研究了某高压比斜流压气机级,并对最大效率工况点的扩压器内部流场进行了初步分析。结果表明,斜向扩压器的最大静压恢复系数为0.525,轴向扩压器为0.502;斜向扩压器叶片压力面附面层大面积分离,造成严重的气动损失,使得其总压恢复系数较低;轴向扩压器只在叶片吸力面出现部分附面层分离,总压恢复系数相对较高;经过一排斜向叶片扩压器和一排轴向叶片扩压器,气流流动方向与子午面的夹角总共扭转了大约50°,扭转角度过大因而附面层分离严重,是造成扩压器性能下降的主要原因。     

压气机叶顶间隙计算

针对某型压气机的结构特点,采用有限元方法计算了压气机稳态运行工况条件下各部件的变形量,根据这些变形置确定了压气机安全工作的叶顶冷态间隙。     

轴向间隙引气对双级轴流式压气机性能及流场影响的数值研究

采用数值模拟的方法,研究了引气对某双级轴流压气机气动性能的影响。数值计算所获得实壁机匣总性能与试验结果符合良好,结果表明,在靠近第二级转子前缘处的机匣引气能够有效地提高压气机的失速裕度的同时,对压气机的压比和效率影响较小,分析了引气对压气机顶部区域流场结构的影响。     

电火花加工间隙流场的研究及仿真

从流场理论出发,采用固液两相流理论建立了间隙流场体运动数学模型,对间隙流场中的运动和浓度分布进行了实时仿真,通过流体运动和电火花加工实验,证明建立的数学模型和计算方法是正确的,提出了电火化加工间隙流场研究的新方法。     

含污染颗粒液压滑阀不同间隙的流场与泄漏研究

针对某型装甲车辆综合传动定压滑阀在污染环境下的配合间隙泄漏问题,建立液压滑阀的二维几何模型,利用Fluent对液压油中含不同体积分数的污染颗粒时,不同配合间隙下液压滑阀的流场进行数值仿真,获得其流场特性与泄漏量变化规律。结果表明:流体流入阀腔时,流速增大、压强变小,并在节流口处产生射流现像,颗粒体积分数在阀口流束与漩涡边缘处较高,在漩涡中心区域较低,且在间隙中心区域较靠近壁面处高;含污染颗粒液压油的泄漏量较不含污染颗粒液压油的泄漏量减少,同一间隙下泄漏量与颗粒体积分数成线性关系,颗粒体积分数增大泄漏量减小;泄漏量随颗粒体积分数增大而减小的速率与间隙的三次方成正比关系。     

轴流压气机叶顶端区流场周向传播特征及其预测

以低速单转子轴流压气机为对象,采用全圆周计算模型,以叶顶泄漏流周期性非定常波动为切入点,通过相对坐标系和绝对坐标系下信号数据的坐标变换、快速傅里叶变换和滤波分析,分析叶顶端区非定常波动特征沿叶片弦长的调频特性,研究占主导地位的非定常波动频率成分沿圆周方向的传播特征,得到占主导地位频率成分的调频关系和周向传播特征在压气机节流过程中的演变规律,揭示出近失速工况附近机匣壁面压力自相关系数降低的流体力学原因。结果表明,由叶顶泄漏流周期性非定常波动主导的叶顶端区流场特征是失速先兆信号分析和预测的流场依据。参考系、探针监测位置和分析方法的选取对分析结果有着重要影响,对同一流动现象可获得不同侧面的多样性表现特征。所得结果一方面为计算和试验数据的对比分析提供参考,另一方面也为不同流动特征的统一流体力学机理解释提供指导。     

超窄流道小流量离心压缩机的实验研究

首先对超窄流道小流量离心压缩机进行了性能测试,并采用三孔探针对离心压缩机叶轮出口、无叶扩压器出口、回流器出口处流场进行了实验测量,以更好地认识各部件出口的流动机理,从而搞好各部件间的匹配,提高离心压缩机的性能。最后通过实验分析,从各部件相互匹配的角度,对该实验离心压缩机的改进提出了建议。     

利用静子非轴对称轮毂造型提高轴流压缩机效率

以减弱轴流压缩机静叶角区分离为目的,将非轴对称端壁造型技术引入轴流压缩机的设计中。数值模拟结果显示,设计的非轴对称轮毂使原型压缩机静叶根部的角区分离显著减小,级工作效率得到提高。     

压气机平面叶栅内流场PIV试验研究

应用PIV内流测试技术对某高亚音速叶栅速度场进行了测量,得到了叶栅内流通道的流场结构。试验得到了多种来流工况下试验叶栅槽道50%叶高处的速度流场结构图像,对试验数据的初步分析可以看出试验结果符合所测工况下的流动规律。通过对实验方案的改进,应用PIV测试技术测量了平面叶栅附面层流场,捕捉到了叶片吸力面尾缘附面层分离随来流工况变化,。结果表明:PIV测量结果可以为验证数值模拟叶栅通道流场提供可靠的数据,并为叶栅设计的改进优化提供指导和依据。     

涡旋压缩腔径向泄漏对内部流场影响的分析

为了揭示泄漏对涡旋压缩机压缩腔内部流场的影响,应用CFD技术对不同间隙尺寸下的涡旋压缩机内部流场的定常流动进行数值计算,通过改变轴向间隙,追踪一个选定的月牙形压缩腔,在一个循环周期内流场的变化,进而分析泄漏对涡旋压缩机压缩腔内部流场的压力场、温度场、速度场的影响,得到压缩腔的泄漏规律及最佳泄漏间隙,并将模拟结果与理论绝热过程进行比较,验证所采用数值技术方法的正确可行性。     

涡旋压缩机压缩腔流体的CFD模拟分析及应用

CFD技术在涡旋压缩机领域中的应用越来越重要,根据现有的一个涡旋压缩机的物理模型,建立其在工作过程中某一状态下的准静态的压缩腔计算模型,然后采用CFD软FLUENT对其进行模拟计算得到其流场特性和压力损失,在此基础上对原有模型的圆渐开线型线结构进行改进,研究正方形渐开线型线和圆渐开线-高次曲线-圆弧组合型线两种结构并模拟计算,结果表明其压力损失都大幅度减小且后者的泄漏线长度也大幅度减小,这为进一步研究涡旋型线的设计理论提供参考.     

离心压气机流场的计算研究

针对一款典型的高压比离心压气机SRV2,采用NUMECA软件,计算其内部的流场情况,并对这些流动状态进行研究。研究表明,离心压气机中主要存在3种二次流结构,这些二次流相互作用,形成了离心压气机中常见的射流尾迹结构。该研究对于改进离心压气机设计、提高其性能具有重要意义。     

动叶局部弯曲对压气机流场和性能的影响

以NASA Rotor67跨音速压气机转子为研究对象,研究动叶局部弯曲对跨音速压气机转子流场和性能的影响,数值结果表明,动叶局部的正弯和反弯均能改善不同工况点下压气机性能,但正弯效果更好;在近最高效率点工况下,正弯有利于提高压气机等熵效率,反弯能缩小流动分离区,改善流场性能。     

组合压气机性能和流场的数值模拟研究

针对航空发动机组合压气机的设计,采用定常数值模拟方法,对某轴流离心组合压气机的内部流场进行了分析,以探索其内部流动规律.最后将计算结果与试验结果做了比较,得出结论.     

位置度超差对轴流压气机流场性能影响的数值研究

以单级轴流压气机为研究对象,采用数值计算方法研究了叶片位置度超差对压气机流场性能的影响。计算结果表明,当叶片位置度发生变化时,压气机的等熵效率、总压比等气动参数都不同程度地呈现恶化趋势,并且轴向位置度的影响大于周向位置度;叶片周向及轴向位置度的变化对压气机叶片气动载荷和进口攻角的影响规律各不相同。