附面層抽吸控制高負荷擴壓葉柵間隙流動研究.pdf

1、現(xiàn)代高性能飛行器對壓氣機級壓比和效率提出了更高的要求，提高單級壓氣機負荷是提高發(fā)動機推重比最為直接有效的途徑之一，然而高負荷勢必增加流道內(nèi)逆壓梯度，進而導(dǎo)致附面層流體發(fā)生分離，這也成為制約壓氣機負荷提升的不利因素。間隙泄漏流動使壓氣機效率降低，是制約其性能的另一重要因素，間隙泄漏流動不僅會產(chǎn)生泄漏損失，其泄漏渦導(dǎo)致的非定常擾動間接導(dǎo)致壓氣機失穩(wěn)。高負荷壓氣機葉柵內(nèi)二次流動劇烈，間隙泄漏流動必然較常規(guī)葉柵更為復(fù)雜，因此深入研究其內(nèi)部流動機

2、理并加以控制對實現(xiàn)高負荷葉柵使用價值意義深遠。
　　本文以低速高負荷壓氣機葉柵為研究對象，著重研究了附面層抽吸技術(shù)控制間隙泄漏流動的機理。首先采用實驗校核CFD方法探究附面層抽吸對無葉頂間隙葉柵角區(qū)分離的控制作用，通過對流道內(nèi)旋渦結(jié)構(gòu)的研究發(fā)現(xiàn)集中脫落渦、通道渦、角渦導(dǎo)致的渦致?lián)交焓橇鲌鲮卦鲋饕颉Ｎγ娓矫鎸映槲种屏思忻撀錅u的生成，角區(qū)分離尺度隨之減小，渦致?lián)p失降低;相比之下，端壁附面層抽吸可以有效控制角區(qū)分離，但由此導(dǎo)致

3、的附面層遷移使得葉片中徑處產(chǎn)生閉式分離泡，成為抽吸后流場主要損失來源。在此基礎(chǔ)上，變沖角抽吸結(jié)果表明吸力面抽吸比端壁抽吸有更好的適應(yīng)性。
　　其次，數(shù)值研究了附面層抽吸控制間隙泄漏流動的作用機理，通過對不同間隙尺寸流場的研究，結(jié)果表明不同于常規(guī)葉柵，高負荷葉柵內(nèi)強逆壓梯度及大曲率型面導(dǎo)致了泄漏渦的破碎，使得葉頂?shù)湍軈^(qū)迅速擴散，損失激增。上端壁沿流向進行附面層抽吸抑制了泄漏渦的生成及發(fā)展過程，對間隙泄漏的控制效果較好，其降低了泄漏流