葉片粗糙度對(duì)壓氣機(jī)氣動(dòng)特性影響的數(shù)值研究.pdf

1、燃?xì)廨啓C(jī)在運(yùn)行過(guò)程中受到進(jìn)氣顆粒雜質(zhì)和電化學(xué)腐蝕等的影響，壓氣機(jī)葉片承受著局部或整體損傷的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而影響到燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行效率和性能發(fā)揮。表面粗糙度增加是壓氣機(jī)葉片損傷的直接表現(xiàn)形式，并且隨運(yùn)行時(shí)間的增加葉片粗糙度也會(huì)相應(yīng)增加。表面粗糙度在微觀上改變了葉片幾何型線，粗糙單元在增加了葉片表面摩擦的同時(shí)也使傳熱率大大增加，這將使壓氣機(jī)的內(nèi)部流動(dòng)損失增加。由于壓氣機(jī)內(nèi)部流動(dòng)復(fù)雜，而葉片表面粗糙度的直接影響往往局限于附面層內(nèi)，國(guó)內(nèi)外公開(kāi)文獻(xiàn)報(bào)道的

2、對(duì)粗糙度的相關(guān)研究主要為平面葉柵試驗(yàn)和對(duì)三維壓氣機(jī)的數(shù)值模擬研究。針對(duì)以上問(wèn)題，本文使用商業(yè)軟件ANSYS CFX分別對(duì)T3平板和NASA Stage35試驗(yàn)壓氣機(jī)開(kāi)展了關(guān)于粗糙度的相關(guān)研究，主要涉及的內(nèi)容如下：
　　1.表面粗糙度對(duì)邊界層流動(dòng)影響的研究。以T3平板為研究對(duì)象，使用CFX壁面函數(shù)處理方法和構(gòu)建Gauss型粗糙表面方法分別模擬粗糙度對(duì)平板邊界層流動(dòng)的影響，考察粗糙度對(duì)表面摩擦系數(shù)、邊界層位移厚度、形狀因子等參數(shù)以及轉(zhuǎn)

3、捩過(guò)程的影響。同時(shí)對(duì)比評(píng)估兩種方法在研究粗糙表面流動(dòng)數(shù)值模擬方面的差別，為研究表面粗糙度對(duì)壓氣機(jī)氣動(dòng)特性影響的研究奠定基礎(chǔ)。
　　2.均勻粗糙度對(duì)壓氣機(jī)氣動(dòng)特性的影響研究。在驗(yàn)證了Stage35計(jì)算模型的有效性基礎(chǔ)上，分別對(duì)動(dòng)葉和靜葉附加不同粗糙度值進(jìn)行100％設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速下的數(shù)值模擬。分析葉片粗糙度對(duì)壓氣機(jī)總體性能和內(nèi)部流動(dòng)的影響。結(jié)合壁面函數(shù)方法，擬合得到壓氣機(jī)損失參數(shù)與無(wú)量綱粗糙度之間的關(guān)系式。
　　3.非均勻分布粗糙度對(duì)