壓氣機近失速狀態(tài)流場非定常特性研究.pdf

1、壓氣機的氣動穩(wěn)定性研究對發(fā)展高性能的航空發(fā)動機具有重要的作用。壓氣機主動擴穩(wěn)技術(shù)的發(fā)展需求促使人們?nèi)ふ遗c失速相關(guān)的較現(xiàn)有失速先兆（模態(tài)波型和突尖波型）更早的流動現(xiàn)象，近十年來研究人員將視角逐漸深入到葉頂泄漏流上，發(fā)現(xiàn)失速先兆的發(fā)生與葉頂泄漏流有著十分密切的關(guān)系，而且在近失速工況，泄漏流還會表現(xiàn)出明顯的非定常波動。因此，研究近失速狀態(tài)下的流場特別是葉尖區(qū)流場對理解流動失穩(wěn)的內(nèi)在機理和發(fā)展更加有效的擴穩(wěn)技術(shù)具有十分重要的意義。
　　

2、本文采用試驗和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法研究了一臺四級低速壓氣機在近失速時的流場特性。通過試驗分析壓氣機在近失速狀態(tài)時的頻譜特性，發(fā)現(xiàn)近失速狀態(tài)時泄漏流表現(xiàn)出了不同于大流量狀態(tài)的非定常性，經(jīng)過數(shù)值模擬研究，發(fā)現(xiàn)此時的非定常是由葉片前端的泄漏渦破碎造成的。通過試驗分析第3級轉(zhuǎn)子葉頂壁面靜壓譜，發(fā)現(xiàn)在近失速時，葉尖泄漏渦的起始點更靠近葉片前緣且泄漏流的軌跡更趨向與轉(zhuǎn)子前緣平齊，數(shù)值模擬也得到了同樣的結(jié)果，這是由于隨著流量的減小，葉片負荷往葉片前端