壓氣機跨聲速轉(zhuǎn)子大渦數(shù)值計算方法研究.pdf

1、壓氣機內(nèi)部的流動是固有非定常的，作為航空發(fā)動機的重要部件之一，壓氣機對航空發(fā)動機的性能、安全、穩(wěn)定性都有重要的影響。深入研究壓氣機內(nèi)部的復(fù)雜流動，揭示其非定常流動機理，可提供必要的分析方法和理論依據(jù)，對壓氣機的設(shè)計有著重要的指導(dǎo)意義。
　　本文計算采用的是課題組自主開發(fā)的大渦模擬代碼，程序中引入了六階WENOSYM格式和中心緊致差分格式、雙時間步隱式時間推進以及相位延遲技術(shù)。分別對平板邊界層的自然轉(zhuǎn)捩過程、入射斜激波與湍流邊界層相

2、互干擾和某跨音速壓氣機的1.5級進行了數(shù)值模擬。
　　首先，引入層流Blasius解疊加T-S擾動波入口邊界條件，模擬了平板邊界層的自然轉(zhuǎn)捩過程。分析了發(fā)卡渦、渦環(huán)、渦鏈的生成過程，次生流向渦的產(chǎn)生機理以及發(fā)卡渦的渦腿并不是完整對稱的原因，揭示了發(fā)卡渦周圍的上噴下掃運動和高低速條帶現(xiàn)象，次生渦與壁面相互作用誘導(dǎo)更小的渦生成，如此反復(fù)直至湍流的猝發(fā)。
　　然后，采用比例縮放法給出湍流進口邊界條件，探討了入射斜激波與湍流邊界層相

3、互作用的機理。對入射激波、反射激波、分離區(qū)的相互干擾過程以及激波誘導(dǎo)邊界層分離進行了詳細地闡述。
　　然后，本文對某跨聲速1.5級壓氣機的內(nèi)部流場進行了計算。定常計算對比了不同出口反壓流場的變化，準確地獲得了壓氣機的總體性能參數(shù)。非定常計算中分別對尾跡與主流區(qū)的摻混、轉(zhuǎn)子通道激波與附面層的相互干擾過程、激波在導(dǎo)葉通道中的傳播以及轉(zhuǎn)靜干涉現(xiàn)象進行了闡述，并發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子前緣斜激波周期性地沖擊進口零級導(dǎo)葉尾緣，產(chǎn)生很強的激振力，極易產(chǎn)生高周