进气畸变在风扇/压气机内传递的数值研究

发展了准三维压气机流程分析模型，实现了对进口流场畸变在压气机内的传递和总温生成系数的数值模拟。对某型发动机三级风扇的数值计算表明，进口流场畸变经过压气机通道传递，畸变扇形区的位置和形状均发生了明显变化，这说明通常使用的古典平行压气机理论是不完善的；进口总压畸变沿着压气机通道是逐渐衰减的，叶尖区的畸变衰减比叶根处衰减得快。而在叶尖处的总温畸变生成比叶根处的总温畸变生成得大。     

进口总压畸变对亚声速轴流压气机流场影响数值研究

文章采用全三维定常、非定常数值模拟,计算3种不同周向总压畸变:1×120°、2×60°以反5×24°周向总压畸变对某亚声速轴流压气机总性能影响,并详细分析了总压畸变对压气机内部转子流场的影响.数值模拟结果揭示了;周向总压畸变对该压气机转子总性能影响不大,而对它的失速裕度影响较大;1×120°周向总压畸变,失速裕度损失最大,约有7%的裕度损失.2×60°以及5×24°周向总压畸变,裕度损失分别为3%和1.5%;畸变区与非畸变区边界上有明显的周向流动,且流动方向为从非畸变区指向畸变区内,当叶片进入畸变区时,叶片载荷减小,当离开畸变区时,叶片载荷增大;进口周向总压畸变使得堵塞流量减小,同时引起出口总温总压畸变.     

航空发动机第一级压气机叶片对进气气流畸变的振动响应分析和计算

过去的畸变研究往往只注意从气动响应方面来评价畸变的可接受性,本文与此不同,着重从力学响应方面来评价进气畸变的可接受性。本文提出的方法可计算任意稳态畸变作用在叶片上的强迫激振力、以及由其引起的共振响应。此方法基于畸变引起叶片振动的严重程度取决于其输入到叶栅能量的大小。文中讨论并改进了一种直接与叶片振动相关连的畸变指数(DEIV),该指数是用激振力的付氏系数表示的。并提出了用畸变容限指标[DEIV]许直接分析畸变特征、评定畸变的可接受性。最后,还对一实例进行了验算,并与实验结果进行了比较。结果表明:由本文所提出的计算公式算得的结果是满意的,在合理范围之内。     

轴流压气机转子内三维湍流流场计算

应用高雷诺数ｋ－ｅ湍流模型进行了轴流压气机叶轮内三维流动的。使用ＳＩＭＰＬＥ型算法求解了全三维协诺平均质量加权Ｎ－Ｓ方程。对流项采用了高阶精度的上游加权近和ＴＶＤ类型的ＭＵＳＣＬ差分格式。采用非正交适体坐标和同位网格系，速度的协变物理分量被选作为独立求解变量。     

周向总压畸变在轴流压气机中的传递特性预测新模型

基于轴流压气机分级级特性，建立了一种预测周向总压畸变沿轴流压气机传递的级矩阵分析新模型。应用新模型于2个轴流压气机算例，对其进口总压畸变传递特性进行了详细的数值分析，新模型预测的总压、总温及气流角的周向分布与叶排特性模型结果比较表明，新模型和采用的方法合理、可行。新模型计算结果表明，随着压气机工作点向不稳定边界移动，压气机级出口的总压畸变衰减程度明显降低，并且其级出口周向总温分布不再与转子进口绝对流动角周向分布相对应，其级进口绝对流动角减小、攻角增大，这主要与压气机级特性分布规律变化有关，显然这对压气机性能及稳定工作范围产生不利影响。     

轴流跨音速压气机级的气动设计方法

一、引言五十年代初,吴仲华教授提出了叶轮机械中气流三元流动的理论,通过反复解S_1,S_2流面来求解三元流场,奠定了应用三元流动模型进行叶轮机械气动设计的理论基础。六十年代后期以来,国外陆续发表了一些报告[2]～[7],介绍了应用三元理论进行跨音速压气机级设计的计算和试验结果。这些跨音速级都采用了多圆弧叶型。根据报告中给出的数据,可以认为级的平均性能以及沿径向气流参数分布的设计值和试验值比较符合,证明了在跨音速级的设计中应用三元理论可以得到良好的结果,也证明了多圆弧叶型是跨音速级设计中可供选择的一种叶型。     

轴流跨音速压气机级的气动设计方法及计算机程序(一)——计算方法

本文所述为跨音速轴流压气机级的气动设计方法,包括:叶片前后缘流场计算、s_1回转流面的近似计算、叶片造型和积迭三个部分。在叶片前后缘流场计算中,用龙格—库塔法同时反复求解沿子午面任一曲线l写出的运动方程和连续方程。流线在子午面投影线用样条函数拟合,曲率半径用双重样条函数计算。在s_1回转流面的近似计算中,用锥面近似代替s_1回转流面,在和锥面相切的平面上计算多元弧叶型参数,为在锥面展开面上叶片造型提供原始数据。文中讨论了自由流的计算,是在已知s_1流面位置和前缘气流参数的基础上,在等rc_(?)值、等熵的条件下,用连续方程进行计算,计算中考虑了流线位置和流面厚度的变化。     

涡喷发动机压气机对进气压力畸变的响应的初步试验研究

本文介绍进气压力畸变对涡喷发动机压气机特性和稳定性影响的初步试验研究结果.本研究是在一台第一级为跨音级的九级压气机的涡喷发动机(台架上)上进行的.进气有畸变和无畸变的试验结果的对比表明:进气畸变对发动机压气机特性有极显著的影响,不但影响失速边界,而且影响等转速线的位置和形状.进气畸变使压气机转速绂左移和变得平坦,而且使工作绂向失速线移动.减小涡轮第一级导向器出口面积(以后称小Ⅰ导)的影响与进气畸变相类似.压气机级间参数测量表明:进气畸变度在第一级是放大的,在后面几级则迅速衰减,特别是2、3、4级.根据不稳定点的脉动气流参数的时间历程分析发现:3×36目网条件下不稳定的性态为古典喘振,即气流以大幅度振荡,并在部分循环中存在旋转失速;小Ⅰ导条件下为深喘振.试验还表明:带3×36目网的情况下(90%设计转速,畸变指数 D 为(P_1~*-p~*min)/p_1~*=0.173),发动机加速到93.3%设计转速,没有出现不稳定.     

模拟舰船燃机压气机级间流场的喷水雾化实验研究

压气机级间喷水是舰船燃气轮机较理想的中冷技术，而此技术的关键是产生小雾滴的雾化技术，本文给出了向模拟燃气轮机压气机级间流场喷水雾化实验研究的目的。设备，测量系统，雾化机理，实验方案及步骤，给出了在模拟燃气轮机压气机组间流场内进行的喷水的不同喷入方式，不同气流速度下雾化特性和对流场阻力特性影响的实验研究结果，通过对实验结果的分析，得出喷嘴的安装方式对压气机组间流场损失的影响及雾化效果影响的结论。     

超、跨音速单级轴流压气机特性的计算方法

解压气机的特性问题是属于叶片机的正问题。本文采用流线曲率法解主方程。受解的唯一性限制,在解超、跨音速压气机流场时,本文提出了利用叶片机反问题的数学处理方法解决叶片机正问题的方法和步骤,这是本文所具有的特点之一;同时本文还综合实验数据提出了适用于多圆弧叶型和双圆弧叶型的损失模型和落后角模型;提出的方法考虑了子午速度比和阻尼台的影响。所以本文所提供的方法考虑了近代超、跨音速级压气机的特征。经过一台跨音速转子和一台超音速级压气机的算例的特性计算和实验结果的对比,除堵塞流量附近的个别点外、最大误差不超过0.068,所以利用本方法可以得到满意的结果。     

轴流压气机转子新叶型设计与试验研究

为进一步发展高性能轴流式叶轮机械叶片定制技术,本文提出了一种适于跨音速范围应用的轴流压气机转子叶型数值优化设计方法。并应用该系统对进口马赫数０．９１８的转子叶栅进行了设计及气动性能分析,通过与国外设计的同类叶栅的设计结果及风洞实验结果进行比较,验证了本文所用方法的有效性及精度。对比研究表明：采用本方法设计的叶栅具有低损失,宽稳定工作范围等优点。该项技术有良好的工程应用前景     

带周向槽机匣处理的轴流压气机叶顶流场数值研究

周向槽机匣处理是提高压气机稳定工作裕度的有效措施之一,采用数值模拟方法研究了 周向槽机匣处理对轴流压气机性能的影响.数值计算所获得总性能与试验结果符合良好.通 过详细地分析周向槽机匣处理对压气机顶部区域流场结构的影响,揭示了周向槽机匣处理对压气机性能及流场影响的流动机理.     

大小叶片斜流压气机级性能和流场的数值模拟研究

文章以某高压比斜流压气机级为研究对象,开展三维定常数值模拟研究,初步获取了压气机级性能和流场结构,并与试验结果进行了对比。结果表明,计算总体性能与试验存在一定的差距,计算的流量-压比曲线比试验值向右和向上移动,流量-效率曲线比试验值向右和略微向上移动。对于斜流叶轮,两个叶片通道出口靠近机匣区域均存在低速流团,通道1中低速流团主要由附面层低能流团在哥氏力作用下堆积而成,通道2中的低速流团主要由叶尖间隙泄漏形成。对于文中计算斜流压气机,通道1中的低速流团对诱发流动失稳起主要作用。     

轴流压气机叶栅边界层分离点位置的数值计算

本文利用边界层理论结合任意旋成面模型对压气机叶栅气流分离位置提出了计算方法及程序,将边界层微分方程组通过Stewartson-Jllingworth变换而转化为高次代数方程,简化了求解气流分离点位置的方法。     

涡喷发动机稳态进气压力畸变试验的数据采集和处理

本文叙述了用622数据采集和处理系统联机实时处理涡喷发动机稳态进气压力畸变试验数据所遇到的问题及其解决方法。系统全部由国产设备组成。采集及处理程序用汇编语言编写,通过与发动机联机试验,证实系统采集数据的精度及运算处理的结果能满足发动机试验的要求,解决了稳态进气压力畸变试验的数据采集及处理自动化问题。     

基于间谐波电压的闪变传递计算方法

波动性负荷引起的电压波动与闪变可以在电力系统各节点间传播。理论分析表明,电压闪变是由间谐波电压与基波电压共同作用产生的,因此,研究闪变在电网中的传递可以通过分析间谐波在电网中的传播来实现。为此,提出了一种基于间谐波电压的闪变传递计算方法,可以有效地对电力系统任意公共连接点处的闪变水平进行评估。此外,由于闪变叠加效应,不同闪变源之间是存在相互干扰的,所提方法确定的闪变叠加系数比IEC推荐的经验系数更加准确。最后通过算例仿真证明了本文闪变传递算法的有效性和准确性。     

微带滤波器级间耦合系数的计算方法

通过在耦合微带谐振器对称面加电壁和磁壁法、用网络的转移矩阵计算插入损耗L(ω)法、以及滤波器谐振时回路的阻抗虚部为零的方法,推导了滤波器级间耦合系数的计算公式。用微波全波仿真软件建立了发卡耦合微带滤波器模型,用上述三种方法分别计算了滤波器在不同间距下的级间耦合系数,给出了计算结果曲线,从计算公式和曲线图分析比较了以上三种方法的关系以及适用情况。结果表明:加电壁磁壁法适用于计算机软件仿真计算,插入损耗法适用于窄带滤波器,阻抗虚部为零法则适用于工程应用。     

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。     

轴流压气机前置扰流器结构参数的实验研究

实验研究了不同几何配置的前置扰流器对单级轴流压气机转子性能的影响，特别是各主要结构参数对压气机稳定工作裕度及效率的影响；分析了空气分流器式前置扰流器扩大轴流压气机稳定工作范围的机理。结果表明空气分流器式前置扰流器可以有效地扩大压气机的稳定工作范围，在几何参数优化配置的条件下，流量裕度改进30％以上，综合裕度改进50％以上，而峰值效率可基本维持不变。     

多级轴流压气机内部声共振的噪声特征研究

基于某型多级轴流压气机部件试验,主要研究高压一级转子叶片出现高振幅级叶片振动时,压气机流道内部的噪声特性,重点分析换算流量(ma)的变化和静子导流叶片连动角度(S0)的变化对压气机内部噪声信号的影响。分析结果表明,此现象可能与压气机环形空间中的声共振有关,压气机中发生的所有共振都在一个频率下,即声共振频率呈现锁频现象;此外,谐振最大时,声共振频率处的声能量超过了通常较大的叶片通过频率处的声能量,在整个声压级谱中占主导地位;ma和S0的变化对声共振频率不产生影响,但ma和S0的变化对压气机内部噪声信号特征和转子叶片振动应力幅值影响较大。研究结果对进一步研究声共振现象有一定的参考价值。