平面叶栅周期性特性数值研究

为探索改善小角度进气条件下叶栅栅前流动周期性的试验控制方法,以某跨音速压气机平面叶栅试验件为研究对象,采用数值模拟方法研究了小角度进气条件下尾板偏移角度和端壁通道宽度对叶栅栅前周期性分布的影响。研究结果发现：叶栅在小角度进气时栅前周期性分布特性较差,调节下尾板角度对栅前周期性具有一定影响,调节上尾板对近端壁通道气流难以起到导流效果;采用全叶片式叶栅进气方案时,仅端壁附近流道的流动受到边界附面层影响,而中间测量通道内的周期性分布得到明显改善;改变近端壁两端通道宽度可以有效改善栅前流场周期性。     

压气机平面叶栅试验台中尾板调节的数值研究

针对压气机平面叶栅试验台中尾板影响叶栅出口流场周期性的特征,以包含高亚音静子叶栅的全尺寸叶栅试验台为研究对象,数值研究了尾板长度和角度改变时叶栅出口流场的周期性变化情况。结果表明：相同叶栅进出口压比情况下,尾板越长,叶栅进口马赫数越高;在高亚音马赫数进口情况下,不同进气攻角下的压气机叶栅流场在不同尾板长度下都保持较好的周期性;在较低亚音马赫数进口情况下,选取较长尾板并进行角度调节有利于改进不同攻角下叶栅流场的周期性。     

跨音速涡轮叶栅数值计算方法研究与试验验证

以某跨音速涡轮叶栅为对象,研究计算流体动力学数值计算方法,应用CFD软件ANSYS CFX,分析不同网格量和不同湍流模型对数值计算结果的影响,得到最理想且最吻合试验结果的数值计算方法,并与试验结果进行对比分析。结果表明,考虑权衡数值计算结果与试验值吻合度和所耗时间的均衡性,三维网格的S1流面网格量为1万最为合适,SST湍流模型的模拟结果最为理想。     

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。     

支板融合OGV平面叶栅数值计算及试验研究

针对大涵道比涡扇发动机外涵处支板融合OGV结构,选取其50%叶高处叶型的平面叶栅,采用数值模拟与试验相结合的方法,进行叶栅的流场数值计算,确定缩尺平面叶栅的试验可行性,研究叶栅的攻角损失特性,分析并找出进口马赫数及攻角对叶栅尾迹的影响规律。通过对支板融合OGV平面叶栅进行吹风试验,测量叶栅的尾迹损失及气流角分布,验证了数值计算与试验结果有较好的一致性。     

平面叶栅涡轮的CFD建模问题及解决方法

针对FLUENT的前处理软件GAMBIT,研究了平面叶栅涡轮的CFD建模方法.通过分析常规建模可能存在的缺陷和不能生成所需模型的原因,提出了平面叶栅建模的正确步骤.实践表明,该方法是可行的,并能够提高计算模型的精度,从而为涡轮机械的内流场建模问题提供解决途径.     

带端导叶平面叶栅流动结构与性能的数值研究

以NACA65叶型为基础,构造出平面叶栅端导叶的流动分析模型,研究了在不同间隙尺寸条件下等宽度端导叶的安装位置对叶栅性能的作用.计算结果表明,端导叶在叶片吸力面侧安装时,叶栅性能最佳.其次,对应某一个端导叶条件,存在一个最佳的间隙大小.     

叶片反弯曲对涡轮静叶栅流场影响的试验研究

对一典型涡轮静叶型开展了叶片反弯曲对涡轮静叶栅流场性能影响的试验研究。测量了直叶片叶栅和-10°、-20°弯曲叶片叶栅出口流场。结果表明,对该叶型叶栅,随着叶片反弯曲角的增加,叶栅出口通道涡的强度和尺度稍有增大,但位置变化不太明显,尾缘涡有所减弱,叶栅中部和端部横向二次流均增强;随着叶片反弯曲角的增加,叶栅中部损失变化不大,而端部附近损失明显增大,使叶栅总损失增大,直叶栅总损失最小。     

大膨胀比局部进气涡轮叶栅流场数值模拟研究

为探究局部进气对涡轮叶栅内部流场的影响机理,本文针对某大膨胀比涡轮叶栅,采用数值模拟方法,对局部进气条件下涡轮叶栅内部流场开展了详细的研究与分析,并研究了不同的出口马赫数与来流攻角下局部进气涡轮叶栅内部流动规律和机理.结果表明:局部进气导致涡轮叶栅中马赫数分布发生变化,在涡轮叶栅进口出现高马赫数区域和弓形激波,进口气流...     

叶片正弯曲对涡轮静叶栅流场影响的试验研究

对一典型涡轮静叶型开展了叶片正弯曲对涡轮叶栅流场性能影响的试验研究。测量了直叶栅和 +10°、+2 0°、+30°弯曲叶片叶栅出口流场。结果表明 ,对该叶型叶栅 ,随着叶片正弯曲角的增加 ,通道涡一直位于叶栅端壁附近 ,其强度变化很小 ,但叶栅出口尾缘涡明显增强 ,并向叶栅中部扩展 ;同时 ,随着叶片正弯曲角的增加 ,叶栅端部总损失变化不大 ,但叶栅中部总损失迅速增加 ,导致叶栅总损失随叶片正弯曲角的增加而增大 ,直叶片叶栅总损失最小     

平面叶栅特性的实验分析

本文通过对几何参数已确定的平面叶栅实验结果的归纳与气动分析，给出进口马赫数M1很低时平面叶栅特性。为进一步分析压缩器作功增压与损失的关系，压缩器特性以及压缩器不稳定工作等问题打下必要的基础。     

压气机平面叶栅叶顶间隙流动研究

以NACA 65-1810压气机为研究对象,探讨了叶顶间隙对压气机流动特性的影响。在ICEM中建立结构化网格,针对不同叶顶间隙方案采用SST k-ε双方程湍流模型,对压气机流场进行了数值模拟,分析了叶顶间隙对压气机平面叶栅气动性能、泄漏涡流及平面叶栅性能的影响。结果显示,紧密间隙时会出现逆流现象;减小叶顶间隙不仅可以较好地抑制泄漏涡流,而且能够减小压力损失,从而提高平面叶栅的效率,改善压气机平面叶栅的性能。     

球面端壁造型变几何涡轮流场和性能数值研究

为了研究球面端壁变几何涡轮的效率特性及损失机理,对在一单级高压涡轮基础上改造而来的球面端壁变几何涡轮进行数值模拟。结果显示,对原始涡轮的球面端壁改造和导叶端区间隙的存在都会导致涡轮效率降低,且后者的影响更加显著。涡轮导叶关闭时,导叶尾迹损失和动叶二次流损失增强,造成涡轮效率急剧下降。导叶打开时,在低压比状态下导叶尾迹损失和动叶二次流损失被削弱,使涡轮效率得到提高;高压比状态下,动叶尾迹损失增大,导致涡轮效率降低。     

低展弦比涡轮静叶栅叶片正弯曲作用的试验研究

对弯曲叶片研究中代表性的HIT涡轮静叶型重新开展了叶片弯曲对低展弦比涡轮静叶栅流场影响的试验研 究。测量了直叶片叶栅、+10°、+20°和+30°弯曲叶片叶栅的进、出口流场,分析了叶片弯曲对叶栅出口二次流、 总压损失和气流角的影响。结果表明:对该叶型叶栅,叶片正弯曲既不能大幅度降低叶栅二次流损失,也不能改 善叶栅出口气流角沿叶高的分布:叶栅出口二次流动、尾缘涡及壁角涡随叶片正弯曲角的增大而增强,而通道涡 强度和位置变化不大;该研究结果同以往有关文献的研究结果完全不同。     

平面叶栅特性的实验分析

本文通过对几何参数已确定的平面叶栅实验结果的归纳与气动分析,给出进口马赫数M1很低时平面叶栅特性.为进一步分析压缩器作功增压与损失的关系,压缩器特性以及压缩器不稳定工作等问题打下必要的基础.     

涡轮叶栅叶型的数字化设计

分析了叶栅内部流场理想分布点的情况，根据流场内速度变化特点，找出其速度和流道通道宽度变化规律，将涡轮叶栅的几何特征离散为一系列的点。突破了传统的作图法和解析法中线型选择的盲目性，减少了以往设计、台架实验，修改，再实验的次数，节约了大量的人力物力。     

不同前缘气膜冷气流下某涡轮叶栅流场分析

针对引入前缘气膜冷却的某高压涡轮转子叶片,运用NUMECA进行建模,对引入气膜冷却后的涡轮叶栅流场进行分析,得到了加入前缘气冷后温度、速度、总压等参数的变化。再改变前缘气膜冷气流量,得到了不同流量工况下涡轮叶栅流场的变化情况。通过计算得到结论,冷气流量增大,气膜与叶片壁面分离位置提前,整体流速更快到达最大值且沿着壁面下降更快。冷气流量减小,冷却效率降低;吹风比越大,不同冷气流下冷却效率的变化更为集中;但随着冷气流的改变,总压恢复系数没有发生本质变化。     

涡轮叶栅通道中的流动显示

在大尺寸低速叶栅传热风洞中对一种高压涡轮导向叶栅的流场进行了流动显示实验研究。分别采用线簇和小球浮动法对五个雷诺数下的叶栅端壁区三维流场、叶片表面和端壁表面的流动进行了显示。实验结果表明 :涡轮叶栅中有强烈的二次流动 ,并存在复杂的涡系 ;三维流动区约占叶栅通道的 40 % ;雷诺数的增大将增强端壁区的三维流动。流场显示图片说明 :叶片吸力面靠近端壁有角涡形成与发展 ,并存在一个三角形区域 ;流场显示的通道涡大小与流场测量结果吻合。本文的实验结果可用于分析端壁表面和叶片表面换热特性的形成机理     

叶尖小翼调控压气机叶栅间隙流场结构的试验研究*

在低速条件下,对叶尖不同位置安装小翼的压气机叶栅流场进行试验研究。通过端壁静压孔对上端壁流场进行测量,叶栅出口流场利用五孔气动探针测量,细致分析不同安装方式叶尖小翼对压气机叶栅叶尖端区流场结构、气动损失和通流能力的影响。结果表明,不同安装方式的叶尖小翼对压气机叶栅间隙流场影响不同。与无叶尖小翼的常规叶栅相比,吸力面小翼使得叶栅损失降低的同时带来了流动堵塞的降低,压力面小翼使得叶栅损失和流动堵塞同时增加,组合小翼在降低叶栅损失的同时有效降低了叶栅的流动堵塞,改善了叶栅的通流能力。通过与常规叶栅叶尖区域流场结构的详细对比分析,对不同安装方式的叶尖小翼的影响机理做出解释。