吸力面開縫吹吸附面層增大靜子氣動負荷的數(shù)值模擬研究.pdf

1、本文根據(jù)大轉(zhuǎn)角平面葉柵的特點，建立了吹吸氣葉柵（吹吸氣葉柵：在葉片表面進行開縫并帶有附面層吹吸裝置的葉柵）和常規(guī)葉柵的二維粘性流場數(shù)值模擬系統(tǒng)，以數(shù)值模擬的手段對比分析了兩種靜子葉柵的氣動性能，并針對吹吸氣葉片吸力面不同開縫形式，詳細研究了各種吹吸口設計狀態(tài)下葉背吹吸氣對葉柵氣動性能的影響。 首先應用網(wǎng)格對接技術，生成了平面葉柵二維流場的混合網(wǎng)格。該方法克服了在采用單一網(wǎng)格方法模擬復雜外型繞流時缺乏幾何靈活性的缺點，降低了在復

2、雜區(qū)域生成高質(zhì)量網(wǎng)格的難度，顯著地提高了計算網(wǎng)格生成的質(zhì)量和速度。 其次，運用FLUENT商業(yè)軟件求解二維N-S方程，數(shù)值研究了壓氣機大轉(zhuǎn)角常規(guī)葉柵和吹吸氣葉柵的氣動性能。結(jié)果表明：采用附面層吹吸氣技術后的葉柵氣動性能明顯改善，附面層分離現(xiàn)象消失，葉柵負荷大幅度增加。與常規(guī)葉柵相比，吹吸氣葉柵的擴散因子提高了4.46％，氣流轉(zhuǎn)折角增大了25.1％，總壓損失系數(shù)下降了21.5％。 最后，為探索吹氣口與吸氣口設計參數(shù)對葉

3、柵氣動性能的影響機理，本文選取吹氣口開縫位置、吹氣口開縫高度、吸氣口開縫位置和吹吸氣流量四個變量為研究對象，詳細研究了這些參數(shù)對葉柵氣動性能的影響。結(jié)果表明：葉柵吹氣口、吸氣口設計參數(shù)對葉柵性能的影響與采用的吹吸氣流量密切相關，而且在吹吸氣流量R≈3％主流量時，葉柵據(jù)有較好的綜合氣動性能。此時，隨著吹氣口開縫位置的后移，葉柵的總壓損失系數(shù)先減小后增大，擴散因子先增大后減小，并分別在25％L處和20％L處取得極值；隨著吹氣口開縫高度的增加