葉柵
- 全葉高合成雙射流對(duì)大折轉(zhuǎn)角擴(kuò)壓葉柵的影響
片載荷，從而提升葉柵單級(jí)壓比。隨著葉片負(fù)荷提升，葉柵流動(dòng)損失加劇，擴(kuò)壓能力減弱。因此，采用合理的流動(dòng)控制技術(shù)抑制流動(dòng)分離，改善大折轉(zhuǎn)角擴(kuò)壓葉柵的性能是十分必要的［4］。常見(jiàn)的流動(dòng)控制技術(shù)包括渦流發(fā)生器［5］、葉表開(kāi)縫［6］、邊界層吹氣［7］、射流式渦流 發(fā) 生 器［8］、邊 界 層 抽 吸［9-10］、等 離 子 體 激勵(lì)［11-13］等。其中，合成射流類控制技術(shù)相較其他控制技術(shù)，能夠在不增加額外管路的情況下，僅通過(guò)改變輸入電參數(shù)即可改變射流參數(shù)。合成射流
航空學(xué)報(bào) 2023年12期2023-07-28
- 葉柵吸力面吸氣位置與角區(qū)分離的關(guān)聯(lián)性分析 *
氣技術(shù)影響壓氣機(jī)葉柵性能進(jìn)行了大量的研究。基于Gbadebo 的研究，Chen 等［8-9］深入分析了端壁吸氣槽位置對(duì)壓氣機(jī)葉柵性能的影響，得出結(jié)論：吸氣槽的軸向范圍應(yīng)覆蓋角區(qū)分離的起始點(diǎn)，提出了分離點(diǎn)位置與吸氣槽設(shè)計(jì)之間存在必然聯(lián)系。有學(xué)者對(duì)關(guān)于吸氣槽吸出氣體量對(duì)壓氣機(jī)葉柵性能的影響進(jìn)行了研究。Gmelin 等［10］發(fā)現(xiàn)，隨著吸出的氣體流量增大，葉柵的總壓損失逐漸減小，靜壓升系數(shù)逐漸增大。當(dāng)吸出氣體流量增大到一定值時(shí)，總壓損失和靜壓升系數(shù)趨于不變。然而
現(xiàn)代防御技術(shù) 2023年2期2023-05-30
- S型射流縫對(duì)靜子葉柵流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的影響
射流［14］等。葉柵射流作為一種被動(dòng)控制方法［15］，不需要額外注入能量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過(guò)一條貫穿吸力面和壓力面的縫隙，氣流能在壓差的作用下從壓力面射向吸力面，向吸力面的低能流體輸入能量，從而減緩附面層的分離，降低損失。曹朝暉等［16］用CFD方法對(duì)開(kāi)縫前后流場(chǎng)進(jìn)行模擬，發(fā)現(xiàn)葉柵射流能有效延緩附面層的分離，從而增大氣流的轉(zhuǎn)折能力，降低總壓損失，擴(kuò)大葉柵的穩(wěn)定工作范圍。周敏等［1，17］對(duì)槽道出口位置、結(jié)構(gòu)和寬度進(jìn)行研究，表明不同的槽道位置、結(jié)構(gòu)和寬度對(duì)葉柵流
流體機(jī)械 2022年10期2022-12-07
- 前緣缺口型損傷風(fēng)扇轉(zhuǎn)子葉柵流動(dòng)特性分析
s等[12]通過(guò)葉柵試驗(yàn)結(jié)合數(shù)值模擬研究了不同前緣變形葉型的氣動(dòng)性能變化，發(fā)現(xiàn)二者具有良好的一致性，鈍頭前緣的損失比其他葉型的最多增大1倍；Giebmanns等[13]以跨聲速壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子為對(duì)象，得出前緣侵蝕后鈍頭引起了流場(chǎng)衰變的結(jié)論；李樂(lè)等[14]詳細(xì)研究了鈍頭前緣對(duì)邊界層發(fā)展所帶來(lái)的影響；宋寅等[15]通過(guò)數(shù)值模擬前緣曲率不連續(xù)葉型發(fā)現(xiàn)，吸力面前緣分離泡誘導(dǎo)層流附面層提前轉(zhuǎn)捩，葉型損失顯著增大；李大春[16]采用一種徑向參數(shù)造型方法對(duì)軸流壓氣機(jī)動(dòng)葉根部平
航空發(fā)動(dòng)機(jī) 2022年5期2022-11-28
- 考慮軸向密流比S1流場(chǎng)仿真技術(shù)研究
12002）平面葉柵試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)研究人員認(rèn)識(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)流現(xiàn)象本質(zhì)和規(guī)律，進(jìn)而建立和完善目前廣泛使用的氣動(dòng)設(shè)計(jì)體系發(fā)揮了重要作用，一方面能夠?qū)π略O(shè)計(jì)的葉片進(jìn)行驗(yàn)證，了解該葉型在不同馬赫數(shù)和攻角下的氣動(dòng)性能，繪制出葉柵特性曲線，錄取氣流在葉柵中的流動(dòng)狀態(tài)，綜合直觀展現(xiàn)激波的演變和發(fā)展過(guò)程，為新設(shè)計(jì)的葉型提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)支持。另一方面能夠?yàn)?span id="j5i0abt0b" class="hl">葉柵試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)積累大量數(shù)據(jù)，對(duì)理論研究結(jié)果起到驗(yàn)證的作用，使理論方法不斷地得到改進(jìn)。隨著計(jì)算流體力學(xué)（CFD）的不斷發(fā)展，數(shù)值模擬技
中國(guó)科技縱橫 2022年4期2022-04-06
- 大膨脹比局部進(jìn)氣渦輪葉柵流場(chǎng)數(shù)值模擬研究＊
高出口馬赫數(shù)渦輪葉柵設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究工作，初步試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明高出口馬赫數(shù)渦輪葉柵是可行的。黃忠湖[9]等人開(kāi)展了一系列氣冷式高負(fù)荷渦輪葉片的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究工作。在設(shè)計(jì)出膨脹比為3.71，載荷系數(shù)為2.02的高負(fù)荷渦輪后以此為基礎(chǔ)開(kāi)展了進(jìn)一步試驗(yàn)研究工作，結(jié)果表明該渦輪變工況性能良好，級(jí)效率高，級(jí)負(fù)荷相較于亞聲速渦輪提高了約一倍。龔建波[10]采用超聲速平面葉柵風(fēng)洞進(jìn)行了超聲速渦輪葉柵試驗(yàn)，得到了不同攻角下，葉柵的損失與壓力分布。李瑜[11]等人建立了兩級(jí)局部進(jìn)
風(fēng)機(jī)技術(shù) 2022年1期2022-03-16
- 稠度和彎角在高亞音擴(kuò)壓葉柵中的耦合作用
074)在高亞音葉柵中通過(guò)增加折轉(zhuǎn)角、降低稠度和展弦比來(lái)提高葉片負(fù)荷。隨著葉片負(fù)荷的不斷提升，葉柵流道內(nèi)的橫向壓力梯度同時(shí)增大，導(dǎo)致吸力面角區(qū)分離流動(dòng)更為復(fù)雜。因此，需要應(yīng)用流動(dòng)控制手段來(lái)控制端區(qū)分離流動(dòng)，提升角區(qū)通流能力，降低二次流損失，提高葉柵性能。之前的研究已經(jīng)表明：彎葉片可通過(guò)改善流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，提高壓氣機(jī)的氣動(dòng)性能。張華良[1]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)合適的正彎和前掠可以升高吸力面上由端部指向葉展中部的“C”型徑向壓力梯度，減小端壁附近的逆壓梯度，促進(jìn)角區(qū)分離形態(tài)
節(jié)能技術(shù) 2022年6期2022-02-18
- 葉柵試驗(yàn)技術(shù)綜述
關(guān)鍵的性能指標(biāo)。葉柵試驗(yàn)是在空氣動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)技術(shù)的基礎(chǔ)上為滿足葉型氣動(dòng)性能試驗(yàn)驗(yàn)證需求而發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)試驗(yàn)技術(shù),已廣泛應(yīng)用于高性能葉輪機(jī)械的葉型設(shè)計(jì)方法研究、葉型工程設(shè)計(jì)驗(yàn)證、葉輪機(jī)內(nèi)部流動(dòng)機(jī)理探索和新技術(shù)驗(yàn)證等環(huán)節(jié)。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)80余年的發(fā)展表明,壓氣機(jī)和渦輪葉片葉型設(shè)計(jì)技術(shù)的每一次進(jìn)步都促進(jìn)了航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提升,也推動(dòng)了葉柵試驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展;同時(shí),葉柵試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展和完善也為葉型設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)步和燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)品性能提升提供了有力支持。1 葉柵試驗(yàn)技術(shù)發(fā)
實(shí)驗(yàn)流體力學(xué) 2021年3期2021-07-15
- 密流比對(duì)壓氣機(jī)葉柵性能影響研究
面(回轉(zhuǎn)面)二維葉柵流動(dòng)決定。軸向速度密流比(axial velocity density ratio, AVDR)(以下簡(jiǎn)稱密流比)定義為葉柵出口軸向密流與進(jìn)口軸向密流之比，用來(lái)衡量壓氣機(jī)流道收縮程度。密流比是影響回轉(zhuǎn)面葉柵氣動(dòng)性能的重要參數(shù)，文獻(xiàn)[3]針對(duì)高負(fù)荷可控?cái)U(kuò)散葉型，在0°攻角下、密流比在1.177～1.350范圍內(nèi)，研究密流比對(duì)葉柵性能影響，結(jié)果表明：密流比增加，損失和壓升都會(huì)明顯下降。文獻(xiàn)[4]針對(duì)大轉(zhuǎn)角葉柵，研究了超臨界狀態(tài)葉柵性能隨密流
機(jī)械制造與自動(dòng)化 2021年2期2021-05-21
- 亞聲速壓氣機(jī)平面葉柵及其改型的吹風(fēng)試驗(yàn)
源學(xué)院, 翼型、葉柵空氣動(dòng)力學(xué)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 西安 7101290 引 言葉柵風(fēng)洞是研制先進(jìn)航空葉輪機(jī)械的基礎(chǔ)試驗(yàn)平臺(tái)，基于矩形試驗(yàn)段開(kāi)展的平面葉柵吹風(fēng)試驗(yàn)便于在較寬的工作范圍內(nèi)快速經(jīng)濟(jì)地測(cè)量得到和葉柵性能有關(guān)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。20世紀(jì)50年代,NACA研制的一系列軸流壓氣機(jī)離不開(kāi)大量的平面葉柵吹風(fēng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)[1-2]。近年來(lái)，迅猛發(fā)展的CFD技術(shù)作為一種有效手段被廣泛應(yīng)用于高性能壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)[3-4]，但是隨著壓氣機(jī)葉型的負(fù)荷不斷增大，可靠的CFD技術(shù)仍需依
實(shí)驗(yàn)流體力學(xué) 2021年2期2021-05-18
- 變稠度串列葉柵流場(chǎng)試驗(yàn)研究
規(guī)葉型相比，串列葉柵在高負(fù)荷條件下的性能優(yōu)勢(shì)更為明顯。國(guó)內(nèi)外研究表明，采用串列設(shè)計(jì)能有效降低單排葉片負(fù)荷，抑制葉片表面的氣流分離，提高壓氣機(jī)穩(wěn)定工作范圍[1-4]。Sanger[5]研究了不同幾何參數(shù)變化對(duì)串列葉柵性能的影響，結(jié)果表明：弦長(zhǎng)等不同的幾何參數(shù)對(duì)葉柵影響各有不同，當(dāng)串列葉柵采用合理的幾何參數(shù)時(shí)，其損失系數(shù)明顯低于常規(guī)葉柵。2010年，Hasegawa等[6]為某單級(jí)跨聲速風(fēng)扇設(shè)計(jì)了串列轉(zhuǎn)子并進(jìn)行了試驗(yàn)研究，結(jié)果表明該風(fēng)扇的設(shè)計(jì)點(diǎn)壓比達(dá)到了2.2
實(shí)驗(yàn)流體力學(xué) 2021年2期2021-05-18
- 高負(fù)荷擴(kuò)壓葉柵吹風(fēng)試驗(yàn)流場(chǎng)二維性控制技術(shù)研究
源學(xué)院, 翼型、葉柵空氣動(dòng)力學(xué)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 西安 7101290 引 言現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)推重比的不斷提高要求壓氣機(jī)在減少級(jí)數(shù)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高壓比、高效率，設(shè)計(jì)使用高負(fù)荷擴(kuò)壓葉片是最直接的解決方法，而平面葉柵吹風(fēng)試驗(yàn)是先進(jìn)葉型設(shè)計(jì)不可或缺的試驗(yàn)環(huán)節(jié)[1-6]。平面葉柵試驗(yàn)中葉柵流場(chǎng)需沿展向滿足一定的二維性[1, 7-10],才能獲得較為可靠的二維葉型性能數(shù)據(jù)。然而，隨著擴(kuò)壓葉柵負(fù)荷的不斷提升，流道內(nèi)逆壓梯度與附面層干涉會(huì)加劇附面層累積，導(dǎo)致流道收縮，測(cè)量截面
實(shí)驗(yàn)流體力學(xué) 2021年2期2021-05-18
- 漸縮式射流縫對(duì)靜子葉柵流場(chǎng)性能影響的數(shù)值研究
制[3]。壓氣機(jī)葉柵在大攻角或高負(fù)荷情況時(shí)，氣流受較大的逆壓力梯度影響，葉片表面易出現(xiàn)附面層分離的現(xiàn)象，且隨著來(lái)流攻角的增大分離區(qū)也增大，而葉片表面附面層分離會(huì)使葉柵通道氣流堵塞，阻礙主流流動(dòng)，導(dǎo)致壓氣機(jī)流量減小，最終造成壓氣機(jī)流動(dòng)損失及內(nèi)部流動(dòng)失穩(wěn)[4]。為控制葉片表面附面層分離，對(duì)葉片進(jìn)行從吸力面到壓力面的開(kāi)縫處理，利用葉型兩面之間的壓差形成高速射流，向吸力面分離區(qū)低能流體注入能量，從而起到吹除附面層、降低流動(dòng)損失的作用[5]。張相毅等[6]對(duì)NASA
燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究 2021年5期2021-05-09
- 串列葉柵和葉片彎曲對(duì)角區(qū)失速和葉尖泄漏流的耦合作用*
形式的跨音速串列葉柵并進(jìn)行了優(yōu)化與分析，試驗(yàn)表明，最優(yōu)設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)60°以上的轉(zhuǎn)折角、1.75 的靜壓升以及較低的總壓損失。Hergt[9]等在總結(jié)現(xiàn)有跨音速串列葉柵的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并優(yōu)化一種新型跨音速串列葉柵，并做了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明利用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法有可能實(shí)現(xiàn)高負(fù)荷、高效率的跨音速串列葉柵的設(shè)計(jì)，同時(shí)提出串列葉柵中的三維流動(dòng)和二維流動(dòng)效應(yīng)應(yīng)該成為未來(lái)的研究重點(diǎn)。雖然串列葉片能實(shí)現(xiàn)更高的級(jí)負(fù)荷，但仍有角區(qū)分離存在，并且會(huì)存在與一般葉柵不同的泄漏流結(jié)構(gòu)[10-
風(fēng)機(jī)技術(shù) 2021年1期2021-03-24
- 支板融合OGV平面葉柵數(shù)值計(jì)算及試驗(yàn)研究
傳播，影響OGV葉柵流場(chǎng)，有時(shí)甚至穿過(guò)OGV葉柵通道到達(dá)風(fēng)扇，使風(fēng)扇轉(zhuǎn)子流場(chǎng)不均勻。另外有研究表明[1]，對(duì)于大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，OGV的損失每增加1%，發(fā)動(dòng)機(jī)耗油率約提高0.33%。支板的存在還會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲產(chǎn)生不利影響，研究表明發(fā)動(dòng)機(jī)外涵支板引起的壓力脈動(dòng)是造成發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的原因之一[2]。在結(jié)構(gòu)方面，支板的存在也增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸和質(zhì)量，不利于提高發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比。因此外涵道支板的設(shè)計(jì)是決定渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)性能好壞的重要因素。如圖1所示，一般外涵道處的OGV
機(jī)械制造與自動(dòng)化 2020年4期2020-08-12
- 波紋葉片控制擴(kuò)壓葉柵流動(dòng)分離的DES數(shù)值模擬
葉片應(yīng)用于壓氣機(jī)葉柵中，開(kāi)展了相關(guān)的試驗(yàn)和數(shù)值研究。Keerthi等[10-11]在平面葉柵試驗(yàn)中的研究表明，仿生學(xué)葉片的失速攻角擴(kuò)大了43%，很大程度上改善了葉柵性能。鄭覃等[12]在環(huán)形葉柵中進(jìn)行的數(shù)值研究表明，仿生學(xué)葉片誘導(dǎo)產(chǎn)生的對(duì)轉(zhuǎn)旋渦與角區(qū)分離渦相互作用，可有效改善葉柵端區(qū)流動(dòng)。屠寶鋒等[13]在跨音速壓氣機(jī)中進(jìn)行的數(shù)值研究表明，對(duì)轉(zhuǎn)渦結(jié)構(gòu)可形成局部分離延緩效應(yīng)。王博等[14]在高負(fù)荷擴(kuò)壓葉柵中的數(shù)值研究表明，仿生學(xué)葉片在中徑處可減小流動(dòng)分離、緩
節(jié)能技術(shù) 2020年1期2020-07-16
- 低雷諾數(shù)透平端部造型控制動(dòng)葉根部二次流的研究*
損失和泄漏損失。葉柵端區(qū)損失在小展弦比透平級(jí)的流動(dòng)損失中占40%～50%的比例[1]。端區(qū)的二次流不僅直接影響著流道中的損失結(jié)構(gòu)，而且還影響端壁的冷卻保護(hù)[2]。因此降低甚至消除葉柵通道內(nèi)二次流強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)端壁二次流的有效控制變得非常重要。Langston[3]在大折轉(zhuǎn)的高負(fù)荷透平葉柵上，通過(guò)流動(dòng)顯示，提出了葉柵端區(qū)二次流損失的渦流動(dòng)模型，奠定了葉柵端區(qū)流動(dòng)損失機(jī)理研究的理論基礎(chǔ)。盡管后續(xù)研究更加細(xì)致地描述了葉柵端區(qū)渦流結(jié)構(gòu)，但是基本構(gòu)型是一致的，即葉片前
風(fēng)機(jī)技術(shù) 2020年3期2020-07-09
- 正/反彎曲對(duì)高負(fù)荷壓氣機(jī)葉柵流場(chǎng)影響機(jī)理*
理論[6]，指出葉柵內(nèi)能量損失的主要原因是葉柵流道內(nèi)尤其是喉部以后靜壓沿葉高的分布，葉片正彎曲后，在葉片吸力面形成了“C”型壓力分布，即葉展中部靜壓低、兩端靜壓高的分布，在這種靜壓分布下，端壁處的低能流體被吸入主流區(qū)，減弱了低能流體在吸力面角區(qū)的聚集，從而減小葉柵內(nèi)氣流損失。在壓氣機(jī)領(lǐng)域，研究人員對(duì)彎曲葉片開(kāi)展了大量研究工作。有實(shí)驗(yàn)研究表明，壓氣機(jī)葉片采用彎曲設(shè)計(jì)后性能有著顯著的改善[7-8]。蘇杰先等[9]通過(guò)理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)，在壓氣機(jī)葉柵中采用彎曲葉片技術(shù)
風(fēng)機(jī)技術(shù) 2020年1期2020-03-26
- 帶擴(kuò)口葉柵噴嘴預(yù)旋系統(tǒng)流動(dòng)特性數(shù)值研究
iya等［7］對(duì)葉柵型噴嘴、氣動(dòng)型噴嘴和直孔型噴嘴的流動(dòng)情況進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)氣動(dòng)噴嘴與葉柵型噴嘴速度系數(shù)均高于直孔型噴嘴。Zhang Feng等［8-10］研究了噴嘴長(zhǎng)徑比、湍流參數(shù)、預(yù)旋角度對(duì)預(yù)旋性能的影響。劉高文等［11-12］研究了預(yù)旋角度、長(zhǎng)徑比對(duì)預(yù)旋系統(tǒng)性能的影響，對(duì)擴(kuò)口孔型噴嘴的預(yù)旋系統(tǒng)的流動(dòng)特性也進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與數(shù)值研究，計(jì)算結(jié)果與直孔噴嘴對(duì)比可知擴(kuò)口型噴嘴的流動(dòng)損失相對(duì)較小，預(yù)旋效率與噴嘴流量系數(shù)均有提升。劉育心［13］在已有葉柵型噴嘴基礎(chǔ)上提出了
- 本期導(dǎo)讀
葉柵離散伴隨氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)葉柵氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)是一個(gè)具有復(fù)雜約束環(huán)境的多變量、非線性、多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題?；诳刂评碚摰臍鈩?dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，因其在求解目標(biāo)函數(shù)對(duì)設(shè)計(jì)變量的梯度時(shí)引入了伴隨系統(tǒng)，又被稱為伴隨方法。與傳統(tǒng)的梯度求解方法相比，伴隨方法的優(yōu)勢(shì)在于其梯度的計(jì)算量與設(shè)計(jì)變量數(shù)目無(wú)關(guān)，計(jì)算目標(biāo)函數(shù)對(duì)所有設(shè)計(jì)變量的梯度只需計(jì)算一次流場(chǎng)和一次伴隨場(chǎng)，且伴隨方程是線性偏微分方程，遠(yuǎn)不及流動(dòng)方程復(fù)雜。其中，離散伴隨方法因其伴隨方程及邊界條件的推導(dǎo)過(guò)程清晰規(guī)范，在更換目標(biāo)函數(shù)
燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究 2018年4期2018-12-18
- 航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉柵進(jìn)口熱斑試驗(yàn)技術(shù)
)。熱斑進(jìn)入渦輪葉柵后，冷熱氣流具有不同的遷移路徑，會(huì)導(dǎo)致葉片表面出現(xiàn)局部高溫區(qū)，增加葉身熱應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)葉片局部燒蝕。因此，深入研究渦輪葉柵進(jìn)口熱斑遷移特性及其主要影響因素，將有助于制定更為合理的渦輪葉片冷卻方案，從而提高渦輪的效率、可靠性及其壽命。國(guó)外在20世紀(jì)80年代就開(kāi)始了熱斑現(xiàn)象的試驗(yàn)研究，近年來(lái)在一些渦輪及葉柵試驗(yàn)設(shè)備的改造升級(jí)、新建時(shí)，仍將渦輪進(jìn)口熱斑模擬作為試驗(yàn)器的一個(gè)重要功能進(jìn)行考慮。與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)從本世紀(jì)初才逐漸開(kāi)始通過(guò)跟蹤國(guó)外
燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究 2018年2期2018-12-14
- 壓氣機(jī)葉型的風(fēng)洞試驗(yàn)研究*
動(dòng)極為復(fù)雜。平面葉柵作為壓氣機(jī)工作級(jí)的基本單元，其性能的好壞直接影響壓氣機(jī)的性能，因此研究平面葉柵的氣動(dòng)特性，減少葉柵中的能量損失并提高葉柵效率，對(duì)于壓氣機(jī)設(shè)計(jì)和改進(jìn)具有極其重要的意義[1]。隨著先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)推重比不斷攀高，壓氣機(jī)葉型設(shè)計(jì)面臨負(fù)荷增大、可用攻角范圍拓寬、附面層抗分離等問(wèn)題[1]。為了解決這些問(wèn)題，需要不斷發(fā)展壓氣機(jī)的葉型種類，如傳統(tǒng)的C4葉型、NACA65葉型、雙圓弧葉型（DCA）漸漸向多圓弧葉型、可控?cái)U(kuò)散葉型（CDA）等，或者采用各種優(yōu)
風(fēng)機(jī)技術(shù) 2018年4期2018-11-13
- 全三維軸流式透平葉柵離散伴隨氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)
、三維軸流式透平葉柵的離散伴隨氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，發(fā)展了三維軸流式葉柵新型參數(shù)化方法。該方法應(yīng)用NURBS技術(shù)取代原有的非均勻B樣條曲線，除了對(duì)葉柵各截面型線進(jìn)行擬合外，還將各截面重心及安裝角納入?yún)?shù)化范圍。應(yīng)用基于離散伴隨方法的透平葉柵氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)，對(duì)Aachen透平的第一級(jí)靜葉柵在無(wú)粘、大負(fù)攻角流動(dòng)條件下，以降低葉柵進(jìn)出口總壓損失為目標(biāo)進(jìn)行了氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，并研究了質(zhì)量流量約束對(duì)優(yōu)化效果的影響。2 三維葉柵參數(shù)化方法目前常用的葉柵型線參數(shù)化方法
燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究 2018年4期2018-09-19
- 前、后加載低壓渦輪高升力葉型流動(dòng)損失機(jī)理大渦模擬研究
，定常來(lái)流條件的葉柵試驗(yàn)也證實(shí)了這一結(jié)論（如圖1所示），因此上世紀(jì)90年代前低壓渦輪的葉型升力水平都在1.0以下。圖1 傳統(tǒng)葉型設(shè)計(jì)思想葉型吸力面流動(dòng)示意圖實(shí)際低壓渦輪葉片是工作在非定環(huán)境中的，劍橋大學(xué)懷特實(shí)驗(yàn)室Hodson教授領(lǐng)導(dǎo)的研究組針對(duì)低壓渦輪內(nèi)部環(huán)境下的尾跡誘導(dǎo)轉(zhuǎn)捩相關(guān)問(wèn)題開(kāi)展了大量的研究工作[1-7]。研究表明，尾跡誘導(dǎo)轉(zhuǎn)捩所形成湍流區(qū)與寂靜區(qū)（Calmed region）邊界層速度剖面因較之層流速度剖面更飽滿而更能抵抗分離，從而可以削弱分離甚
裝備制造技術(shù) 2018年6期2018-08-04
- 高負(fù)荷壓氣機(jī)葉柵附面層吹吸對(duì)氣動(dòng)性能影響研究
分離，明顯提升了葉柵的通流能力和擴(kuò)壓能力，同時(shí)也提高了壓氣機(jī)效率。陳紹文等[5]采用數(shù)值模擬方法研究分析低速條件下附面層抽吸對(duì)某型超高負(fù)荷壓氣機(jī)葉柵氣動(dòng)性能（葉柵出口總壓損失、吸力面型面靜壓等）的影響，研究結(jié)果表明，附面層抽吸能使吸力面的分離區(qū)減小，從而改善葉柵氣動(dòng)性能，得到不同吸氣量和不同吸氣位置對(duì)吸氣效果的影響。還進(jìn)一步通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了全葉高吸氣方式和兩種局部吸氣方式對(duì)葉柵流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和氣動(dòng)性能的影響[6]。周正貴等[7]采用流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算方法對(duì)吸氣葉柵流場(chǎng)進(jìn)
裝備制造技術(shù) 2018年6期2018-08-04
- 高負(fù)荷跨聲速渦輪葉型設(shè)計(jì)方法研究
出的問(wèn)題是，渦輪葉柵內(nèi)馬赫數(shù)提高，跨聲速流動(dòng)導(dǎo)致的激波損失增加，使得渦輪效率明顯下降[1]。對(duì)此，國(guó)外開(kāi)展了相關(guān)研究。如Sieverding等對(duì)跨聲速渦輪葉柵內(nèi)復(fù)雜流動(dòng)進(jìn)行分析，建立了超聲速渦輪葉柵尾緣波系結(jié)構(gòu)及激波與吸力面邊界層相互作用的理論模型[2]。VKI實(shí)驗(yàn)室對(duì)出口馬赫數(shù)約1.0的跨聲速高壓渦輪導(dǎo)向葉片葉型設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)葉背型線進(jìn)行優(yōu)化，降低了葉柵內(nèi)的激波損失，但其研究的高壓渦輪葉柵出口馬赫數(shù)水平相對(duì)較低，葉柵內(nèi)激波強(qiáng)度較弱[3
燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究 2018年3期2018-07-23
- 漸變反推力平面葉柵端壁流動(dòng)仿真與試驗(yàn)
車的效果。反推力葉柵是決定反推力裝置性能的關(guān)鍵部件，其性能優(yōu)劣直接決定了反推力裝置的性能[2]。如何提高負(fù)荷水平的同時(shí)，降低葉柵內(nèi)的流動(dòng)損失，一直是國(guó)內(nèi)外研究者追求的目標(biāo)[3]。邊界層的流動(dòng)狀況決定了葉柵的氣動(dòng)性能，邊界層內(nèi)低能流體在葉柵流道內(nèi)的遷移和分離在很大程度上影響著葉柵內(nèi)的二次流損失分布[4]。國(guó)外開(kāi)展反推力裝置試驗(yàn)較早，國(guó)內(nèi)近年來(lái)也開(kāi)始注重反推力裝置的試驗(yàn)研究工作。本文通過(guò)以4組等厚度葉柵模型組成的漸變反推力平面葉柵作為研究對(duì)象，運(yùn)用數(shù)值仿真、流
航空發(fā)動(dòng)機(jī) 2018年1期2018-06-20
- 吸附式擴(kuò)壓葉柵流動(dòng)仿真與試驗(yàn)研究
越來(lái)越高[2]，葉柵負(fù)荷的增加，端壁和吸力面上的流動(dòng)趨于復(fù)雜，附面層的位移厚度不僅影響到軸向密流比，也影響著葉型氣動(dòng)性能參數(shù)測(cè)量的精度。在影響擴(kuò)壓葉柵氣動(dòng)性能的各因素中，附面層流動(dòng)狀況具有決定作用[3]，所以探討高負(fù)荷擴(kuò)壓葉柵流動(dòng)分離、旋渦模型和流動(dòng)控制十分必要。Choi等[4-5]在某一單列動(dòng)葉上較為詳盡地研究了附面層厚度與壓氣機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)和損失的相互關(guān)系。隨著葉柵負(fù)荷的增加，擴(kuò)壓葉柵端壁角區(qū)的流動(dòng)分離和二次流是下游高損區(qū)產(chǎn)生的主要原因[6]，流動(dòng)分離和旋
中國(guó)測(cè)試 2018年1期2018-02-01
- 喉道對(duì)壓氣機(jī)超聲葉柵流態(tài)及性能的影響
喉道對(duì)壓氣機(jī)超聲葉柵流態(tài)及性能的影響江雄， 邱名， 范召林*中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心 計(jì)算空氣動(dòng)力學(xué)研究所， 綿陽(yáng) 621000為更深入認(rèn)識(shí)超聲葉柵流動(dòng)機(jī)理，以ARL-SL19、CM-1.2和SM-1.5葉柵為研究對(duì)象，采用數(shù)值模擬和理論分析相結(jié)合的方式開(kāi)展喉道對(duì)超聲葉柵激波結(jié)構(gòu)和性能影響的研究。研究結(jié)果表明：超聲葉柵存在兩種穩(wěn)定工作狀態(tài)，起動(dòng)狀態(tài)和溢流狀態(tài)；在來(lái)流馬赫數(shù)較高時(shí)，葉柵只工作于起動(dòng)狀態(tài)；在來(lái)流馬赫數(shù)較低時(shí)，葉柵只工作于溢流狀態(tài)；存在一個(gè)馬赫
航空學(xué)報(bào) 2017年3期2017-11-20
- 尾緣形狀對(duì)低壓渦輪葉柵氣動(dòng)性能的影響
緣形狀對(duì)低壓渦輪葉柵氣動(dòng)性能的影響李 超， 顏培剛， 錢瀟如， 韓萬(wàn)金， 王慶超(哈爾濱工業(yè)大學(xué) 能源科學(xué)與工程學(xué)院， 哈爾濱 150001)為減小高負(fù)荷低壓渦輪葉型損失，提高低壓渦輪葉柵氣動(dòng)性能，采用數(shù)值模擬方法研究尾緣形狀對(duì)高負(fù)荷前加載低壓渦輪葉柵L2F氣動(dòng)性能的影響. 對(duì)比尾緣偏斜、增加尾緣厚度和Gurney襟翼對(duì)葉柵能量損失和流動(dòng)的影響. 結(jié)果表明：3種尾緣形狀都能增加氣流折轉(zhuǎn)角, 在低雷諾數(shù)時(shí)減小能量損失，在高雷諾數(shù)時(shí)增加損失，但總體上尾緣偏斜提
哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2017年7期2017-07-10
- 某葉柵風(fēng)洞柵前流場(chǎng)的分析與改進(jìn)
10136)?某葉柵風(fēng)洞柵前流場(chǎng)的分析與改進(jìn)王治敏，徐讓書，趙長(zhǎng)宇(沈陽(yáng)航空航天大學(xué) 航空航天工程學(xué)部(院)，沈陽(yáng) 110136)為了探究造成葉柵風(fēng)洞柵前測(cè)點(diǎn)處流動(dòng)不穩(wěn)定性的主要原因，以某平面葉柵風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段為模型，使用數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)葉柵實(shí)驗(yàn)器進(jìn)行全場(chǎng)仿真，考察影響柵前測(cè)點(diǎn)處流動(dòng)不均勻性的主要因素。結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)器上部角區(qū)產(chǎn)生的嚴(yán)重的流動(dòng)分離會(huì)引起柵前測(cè)點(diǎn)來(lái)流產(chǎn)生大的偏轉(zhuǎn)，通過(guò)加裝葉片和測(cè)點(diǎn)下移的方法使得柵前測(cè)點(diǎn)處的流動(dòng)得到很大改善。葉柵風(fēng)洞；流動(dòng)不均勻性；
沈陽(yáng)航空航天大學(xué)學(xué)報(bào) 2016年5期2016-12-21
- 間隙變化對(duì)壓氣機(jī)靜葉葉柵氣動(dòng)性能的影響
變化對(duì)壓氣機(jī)靜葉葉柵氣動(dòng)性能的影響王子楠1,2， 耿少娟2， 張宏武2,*1.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)， 北京 1001902.中國(guó)科學(xué)院 工程熱物理研究所， 北京 100190利用壓氣機(jī)平面葉柵試驗(yàn)，在大負(fù)攻角工況、設(shè)計(jì)工況和角區(qū)失速工況下，研究間隙變化對(duì)葉柵氣動(dòng)性能的影響，并分析內(nèi)部流動(dòng)變化與氣動(dòng)性能變化的關(guān)聯(lián)。試驗(yàn)結(jié)果表明，不同工況下間隙變化對(duì)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的影響不同，因而對(duì)葉柵性能的影響規(guī)律也不同。大負(fù)攻角工況下，不同間隙葉柵內(nèi)在壓力面前緣附近都存在一對(duì)由端壁向葉
航空學(xué)報(bào) 2016年11期2016-11-20
- 高負(fù)荷氦氣壓氣機(jī)矩形葉柵流動(dòng)分離特性
荷氦氣壓氣機(jī)矩形葉柵流動(dòng)分離特性陳忠良1，鄭群1，姜斌1，陳航2（1.哈爾濱工程大學(xué)動(dòng)力與能源工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱150001；2.中航工業(yè)沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所，遼寧沈陽(yáng)110015）針對(duì)高負(fù)荷氦氣壓氣機(jī)葉柵流動(dòng)分離問(wèn)題，以某高負(fù)荷氦氣矩形葉柵為研究對(duì)象，采用SST湍流模型加γ?Reθ轉(zhuǎn)捩模型進(jìn)行了數(shù)值模擬。分析了不同負(fù)荷、彎角及彎高的高負(fù)荷氦氣壓氣機(jī)矩形葉柵的流動(dòng)分離結(jié)構(gòu)和特性。研究結(jié)果表明，馬蹄渦壓力面分支是矩形葉柵角區(qū)集中脫落渦和壁角渦形成的主要原
哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào) 2015年3期2015-06-15
- 某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)平面葉柵流場(chǎng)數(shù)值研究
發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)平面葉柵流場(chǎng)數(shù)值研究鄭 麗，羅澤明(海軍航空兵學(xué)院飛行理論系，遼寧 葫蘆島 125001)以某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)平面葉柵為研究對(duì)象，基于Gambit軟件建立葉柵模型并劃分網(wǎng)格，采用Fluent軟件，仿真計(jì)算了不同攻角時(shí)葉柵通道內(nèi)流場(chǎng)的流動(dòng)情況，比較分析了不同攻角時(shí)葉柵通道的流動(dòng)特性。仿真結(jié)果對(duì)壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)具有一定的指導(dǎo)意義。葉柵；流場(chǎng)；攻角；數(shù)值模擬；流動(dòng)損失作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件，壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)研究在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)中占據(jù)著重要的地位
機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程 2015年9期2015-01-13
- 附面層抽吸技術(shù)在跨聲速平面葉柵試驗(yàn)中的應(yīng)用探索
技術(shù)在跨聲速平面葉柵試驗(yàn)中的應(yīng)用探索向宏輝1，2，侯敏杰2，梁俊2，葛寧1，劉志剛2(1.南京航空航天大學(xué)能源與動(dòng)力學(xué)院，南京210016；2.中國(guó)燃?xì)鉁u輪研究院航空發(fā)動(dòng)機(jī)高空模擬技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川江油621703)基于常規(guī)跨聲速擴(kuò)壓葉柵吹風(fēng)試驗(yàn)結(jié)果確定合理抽吸位置，并在此基礎(chǔ)上對(duì)該葉柵進(jìn)行多種工況的附面層抽吸試驗(yàn)，分析附面層抽吸作用下葉片表面馬赫數(shù)、出口尾跡與總壓損失系數(shù)的變化。結(jié)果表明：開(kāi)設(shè)抽吸縫對(duì)常規(guī)跨聲速葉柵原有流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的總體影響較小，但當(dāng)抽吸縫
燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究 2015年1期2015-01-06
- 基于參數(shù)敏感性的渦輪平面葉柵多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)
敏感性的渦輪平面葉柵多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)賴巍，李劍白，張劍(中國(guó)燃?xì)鉁u輪研究院，四川成都610500)渦輪葉片平面葉柵優(yōu)化方法借鑒已有研究成果，綜合考慮了造型方法、性能評(píng)估方法、優(yōu)化方法三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在iSIGHT平臺(tái)下完成了葉柵優(yōu)化過(guò)程集成，建立了適合工程應(yīng)用的渦輪葉柵多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)。以高壓渦輪導(dǎo)葉中截面為例，從參數(shù)敏感性、反設(shè)計(jì)及多目標(biāo)優(yōu)化三個(gè)方面，對(duì)優(yōu)化方法進(jìn)行了較為深入的分析。結(jié)果表明，該方法可快速有效地優(yōu)化渦輪葉柵流場(chǎng)和性能。渦輪葉片；參數(shù)敏感性；
燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究 2015年1期2015-01-06
- 汽輪機(jī)葉柵內(nèi)蒸汽流動(dòng)的數(shù)值模擬研究
，如在電廠汽輪機(jī)葉柵中，高溫高壓蒸汽將熱能通過(guò)葉柵轉(zhuǎn)化為高速氣流，沖擊葉輪運(yùn)動(dòng)，輸出有用機(jī)械功［1］。截面無(wú)急劇變化的彎管道有斜切噴管、葉柵流道［2－3］。變截面管流問(wèn)題，許多汽輪機(jī)學(xué)者結(jié)合計(jì)算流體力學(xué)（CFD）進(jìn)行研究。李海燕等人研究了噴管三維熱化學(xué)非平衡流場(chǎng)，對(duì)非平衡流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析了熱化學(xué)非平衡效應(yīng)對(duì)流場(chǎng)的影響［4］。王曦娟等人數(shù)值計(jì)算了帶有附面層抽吸的跨音速壓氣機(jī)動(dòng)葉改變葉柵稠度后的流動(dòng)特性，管道內(nèi)部流動(dòng)數(shù)值模擬對(duì)工程實(shí)踐有很好的指導(dǎo)意義［
山東電力高等專科學(xué)校學(xué)報(bào) 2014年1期2014-12-02
- 平面擴(kuò)壓葉柵流場(chǎng)PIV與三孔尾跡探針對(duì)比測(cè)試研究
)0 引 言平面葉柵風(fēng)洞在葉柵性能基礎(chǔ)研究中占據(jù)了極為重要的地位，因此，對(duì)葉柵流場(chǎng)的準(zhǔn)確測(cè)量是至關(guān)重要的。目前通常采用三孔或五孔尾跡測(cè)壓探針對(duì)葉柵流場(chǎng)性能進(jìn)行測(cè)試[1]，其特點(diǎn)是只能進(jìn)行單點(diǎn)測(cè)量，對(duì)流場(chǎng)影響大，無(wú)法對(duì)葉片間槽道流場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)、效率低, 并且得到的是平均意義下的氣流參數(shù)。當(dāng)葉柵發(fā)生較嚴(yán)重的氣流分離時(shí)，柵后尾跡區(qū)的氣流角變化較大，并且存在氣流旋渦，真實(shí)氣流方向與探針軸線夾角遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于探針校準(zhǔn)角度，超出了探針應(yīng)用范圍，這時(shí)測(cè)得的值準(zhǔn)確度降
實(shí)驗(yàn)流體力學(xué) 2014年2期2014-03-29
- 亞聲速擴(kuò)壓平面葉柵尾跡動(dòng)態(tài)壓力場(chǎng)測(cè)量與分析
)亞聲速擴(kuò)壓平面葉柵尾跡動(dòng)態(tài)壓力場(chǎng)測(cè)量與分析幸曉龍1，2，馬昌友2，梁俊2，黃磊2(1.南京航空航天大學(xué)能源與動(dòng)力學(xué)院，江蘇南京210016；2.中國(guó)燃?xì)鉁u輪研究院，四川江油621703)為研究葉片在不同攻角下引起的氣流分離對(duì)葉柵出口氣流紊流度的影響，借助動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量設(shè)備和測(cè)試技術(shù)，完成了某擴(kuò)壓平面葉柵在進(jìn)口馬赫數(shù)為0.677，攻角分別為0°、-10°和+8°三種典型工況下，尾跡非定常流動(dòng)的測(cè)量。通過(guò)測(cè)量尾跡區(qū)域沿柵距方向和軸向的尾跡動(dòng)態(tài)壓力，并對(duì)動(dòng)態(tài)壓力
燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究 2014年6期2014-02-28
- 陣風(fēng)發(fā)生裝置流場(chǎng)測(cè)量與分析
實(shí)驗(yàn)研究較少。以葉柵型陣風(fēng)發(fā)生器為研究對(duì)象，以電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制葉柵按照一定規(guī)律擺動(dòng)，在風(fēng)洞中產(chǎn)生陣風(fēng)流場(chǎng)，對(duì)二維熱線測(cè)量陣風(fēng)流場(chǎng)特性的方法進(jìn)行了研究。陣風(fēng)氣流按類正弦規(guī)律變化，陣風(fēng)剖面的幅值可以調(diào)節(jié)，在模型中心處，形成較大的陣風(fēng)幅值（Y向速度）。利用二維熱線測(cè)量了不同工況下的流場(chǎng)特性，采用角度修正和陣風(fēng)波形相位分析方法，測(cè)量分析了不同來(lái)流速度下，葉柵不同弦長(zhǎng)、不同組合數(shù)、不同擺動(dòng)頻率和不同擺動(dòng)角度所產(chǎn)生的陣風(fēng)波形特性。1 試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)裝置1.1 風(fēng)洞設(shè)備試驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)流體力學(xué) 2013年6期2013-11-20
- 吸力面抽吸位置影響大轉(zhuǎn)角擴(kuò)壓葉柵氣動(dòng)性能的數(shù)值研究
明，采用大折轉(zhuǎn)角葉柵提高葉片負(fù)荷并結(jié)合附面層吸除技術(shù)削弱流動(dòng)分離是提高壓氣機(jī)效率和壓比的一條極具潛力的途徑［1］。目前國(guó)外在這方面已經(jīng)進(jìn)行了大量的理論研究和試驗(yàn)驗(yàn)證，證明高負(fù)荷吸除附面層壓氣機(jī)的單級(jí)技術(shù)指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)常規(guī)壓氣機(jī)水平。1997年MIT的Kerrebrock等人最早提出吸附式壓氣機(jī)這種新的壓氣機(jī)設(shè)計(jì)概念以來(lái)，附面層抽吸逐漸成為高負(fù)荷壓氣機(jī)研究中的一個(gè)極具前途的研究方向，其研究結(jié)果證明附面層抽吸對(duì)低能流體的有效控制增強(qiáng)了氣流的折轉(zhuǎn)能力，使得葉柵通流
節(jié)能技術(shù) 2013年3期2013-07-26
- 吸附式風(fēng)扇葉柵流場(chǎng)數(shù)值模擬
34）吸附式風(fēng)扇葉柵流場(chǎng)數(shù)值模擬葉代勇1，孫璐瑩2，張躍學(xué)1（1.中航工業(yè)沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所，沈陽(yáng)110015；2.中航工業(yè)沈陽(yáng)飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司，沈陽(yáng)110034）針對(duì)某型高性能風(fēng)扇第2級(jí)轉(zhuǎn)子葉片，采用N U M ECA商業(yè)軟件數(shù)值模擬的方法，分析了在葉片吸力面距前緣50%和75%弦長(zhǎng)處采用吸氣技術(shù)前后葉柵總壓系數(shù)、氣流轉(zhuǎn)折角和靜壓升等方面的變化情況。結(jié)果表明：在相同攻角相同Ma下，葉柵總壓損失隨吸氣量的增加逐漸降低；葉柵氣流轉(zhuǎn)折角隨吸氣量的增加
航空發(fā)動(dòng)機(jī) 2013年4期2013-07-07
- 針對(duì)軸流壓氣機(jī)的非軸對(duì)稱端壁造型優(yōu)化設(shè)計(jì)
工況下，針對(duì)基準(zhǔn)葉柵建立非軸對(duì)稱端壁的自動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。然后，在設(shè)計(jì)和非設(shè)計(jì)工況下，用NUMECA/Fine turbo模塊分別對(duì)基準(zhǔn)葉柵和優(yōu)化葉柵進(jìn)行定常流場(chǎng)計(jì)算。結(jié)果表明，兩種工況下，優(yōu)化葉柵有效抑制了角區(qū)分離，原因?yàn)榉禽S對(duì)稱端壁造型改變了通道內(nèi)的渦系結(jié)構(gòu)；優(yōu)化葉柵出口截面總壓損失系數(shù)顯著降低，葉柵出口氣流角更加均勻和平衡。軸流壓氣機(jī)；二次流損失；非軸對(duì)稱端壁造型；角區(qū)分離符號(hào)表β氣流角Cax葉片軸向弦長(zhǎng)P靜壓h葉片高度x葉高方向坐標(biāo)y葉柵周向坐標(biāo)z葉
燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究 2013年1期2013-07-05
- 一種新型壓氣機(jī)葉片造型方法的平面葉柵試驗(yàn)驗(yàn)證
片造型方法的平面葉柵試驗(yàn)驗(yàn)證安利平，李清華，劉劍鵬，馬昌友(中國(guó)燃?xì)鉁u輪研究院，四川成都610500)為驗(yàn)證一種新型超/跨聲壓氣機(jī)葉片造型方法——B樣條控制中線角葉型、貝塞爾曲線控制葉型厚度方法(BMAA方法)的有效性，分別與原有的可控?cái)U(kuò)散葉型定制造型和任意中線造型進(jìn)行平面葉柵對(duì)比試驗(yàn)。結(jié)果表明，BMAA方法得到的跨聲葉型，具有比定制葉型更優(yōu)的氣動(dòng)性能；BMAA方法得到的超聲葉型，具有與任意中線葉型相似的氣動(dòng)性能；與傳統(tǒng)葉片造型方法相比，BMAA方法具有更
燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究 2013年5期2013-07-01
- 導(dǎo)葉雙列葉柵CFD數(shù)值計(jì)算及結(jié)果分析方法研究
1）前言導(dǎo)葉雙列葉柵是混流式、軸流式水輪機(jī)和水泵水輪機(jī)的主要通流部件，由固定導(dǎo)葉和活動(dòng)導(dǎo)葉兩組翼型組成，其中導(dǎo)葉的主要功能是在機(jī)組啟動(dòng)和運(yùn)行時(shí)控制水輪機(jī)的過(guò)機(jī)流量，保證轉(zhuǎn)輪進(jìn)口相應(yīng)的速度矩，調(diào)節(jié)水輪機(jī)軸端功率；在機(jī)組停機(jī)或故障時(shí)關(guān)閉導(dǎo)葉切斷水流，防止機(jī)組發(fā)生飛逸事故[1]等。雙列葉柵的設(shè)計(jì)對(duì)水輪機(jī)水力性能影響很大。行業(yè)內(nèi)對(duì)雙列葉柵的性能研發(fā)頗多，早期多從水力設(shè)計(jì)方法[2]和模型試驗(yàn)角度[3,4]進(jìn)行研究。隨著計(jì)算流體力學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，三維紊流的C
大電機(jī)技術(shù) 2013年4期2013-01-13
- 前置圓柱列渦輪靜葉柵流場(chǎng)特性的數(shù)值研究
一般而言，上下游葉柵間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致尾跡干擾、柵后葉片排對(duì)上游葉片排的勢(shì)流作用等。圖1示出了損失形成機(jī)理的數(shù)值計(jì)算結(jié)果[4]，顯示出上游的尾跡能夠被輸送到下游，并與下游數(shù)列葉柵的尾跡相互干擾，以及二次流、葉頂泄漏流的產(chǎn)生和發(fā)展等[5，6]。2 圓柱模擬對(duì)于圓柱繞流和非定常尾跡的研究，在理論分析和實(shí)際工程應(yīng)用中有相當(dāng)重要的意義。迄今為止，各國(guó)學(xué)者針對(duì)不同條件下的圓柱繞流，從實(shí)驗(yàn)到數(shù)值模擬進(jìn)行了全方位研究，多年的學(xué)術(shù)積淀為描述非定常尾跡運(yùn)動(dòng)機(jī)理提供了有力的理
燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究 2012年1期2012-07-14
- 低壓渦輪導(dǎo)向葉片平面葉柵試驗(yàn)及數(shù)值模擬
渦輪導(dǎo)向葉片平面葉柵試驗(yàn)及數(shù)值模擬劉建明，王東，馬永峰（中航工業(yè)沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所，沈陽(yáng) 110015）劉建明(1984)，男，工程師，主要從事平面葉柵、扇形葉柵、渦輪級(jí)性能試驗(yàn)及數(shù)值模擬研究工作。基于低壓渦輪導(dǎo)向葉片平面葉柵設(shè)計(jì)性能的研究，進(jìn)行了平面葉柵試驗(yàn)，并采用商用CFD軟件NUMECA建立了平面葉柵3維計(jì)算模型，得到了各性能參數(shù)隨出口等熵馬赫數(shù)的變化曲線、葉片表面等熵馬赫數(shù)分布曲線、以及S1流面等熵馬赫數(shù)分布。計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果表明：數(shù)值模擬結(jié)果與試
航空發(fā)動(dòng)機(jī) 2012年6期2012-07-05
- 尾緣冷氣噴射對(duì)超聲渦輪葉柵性能的影響
氣噴射對(duì)超聲渦輪葉柵性能的影響王彬，黃康才 (中國(guó)燃?xì)鉁u輪研究院，四川成都610500)采用試驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，研究了某超聲速渦輪導(dǎo)向葉柵尾緣冷氣噴射對(duì)葉柵流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的影響。數(shù)值模擬時(shí)，使用環(huán)形葉柵模型近似模擬平面葉柵內(nèi)的流動(dòng)。研究結(jié)果表明：數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好；尾緣冷氣噴射可減少主氣流在尾緣停滯區(qū)的能量耗損，削弱葉柵尾緣處的內(nèi)邊緣激波，葉柵氣動(dòng)效率隨冷氣量的增加先增大后減??；尾緣冷氣噴射對(duì)葉柵出口附近氣流角的周向分布有影響，但對(duì)質(zhì)量平均的
燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究 2012年4期2012-07-01
- 基于渦輪葉柵數(shù)據(jù)庫(kù)的葉片設(shè)計(jì)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用
周山基于渦輪葉柵數(shù)據(jù)庫(kù)的葉片設(shè)計(jì)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用周山(中國(guó)燃?xì)鉁u輪研究院，四川成都610500)渦輪葉柵數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)和應(yīng)用，可為航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)體系中的葉片造型設(shè)計(jì)提供支持。本文介紹了包含渦輪葉柵設(shè)計(jì)參數(shù)和損失特性的數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)方法及應(yīng)用，并基于該數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)發(fā)了葉片設(shè)計(jì)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能實(shí)時(shí)計(jì)算出損失特性曲線支持造型設(shè)計(jì)，具有葉型設(shè)計(jì)質(zhì)量評(píng)測(cè)、參數(shù)優(yōu)化及參數(shù)選擇推薦等實(shí)用功能。經(jīng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證及算例校核，初步驗(yàn)證了其準(zhǔn)確性和易用性。渦輪葉柵；葉片設(shè)計(jì)系統(tǒng)；ORACL
燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究 2012年2期2012-07-01
- 汽輪機(jī)靜葉柵二次流損失的數(shù)值研究
容量高參數(shù)轉(zhuǎn)變。葉柵中二次流損失在葉柵總損失中所占比例也越來(lái)越高，引起可觀的能量損失。上世紀(jì)60年代，人們就對(duì)葉柵內(nèi)二次流現(xiàn)象進(jìn)行研究，并做了大量的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。在國(guó)內(nèi)，相關(guān)文獻(xiàn)分析研究了葉柵二次流及渦系的發(fā)展特性，揭示出了葉柵前緣的馬蹄渦、流道內(nèi)的通道渦現(xiàn)象［1－2］。近年來(lái)，相關(guān)國(guó)外文獻(xiàn)對(duì)軸流式葉柵端壁邊界層二次流損失進(jìn)行了數(shù)值研究［3－5］。這些實(shí)驗(yàn)及數(shù)值研究豐富了二次流旋渦結(jié)構(gòu)，在一定程度上推動(dòng)了對(duì)葉柵內(nèi)部二次流損失機(jī)理的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，大量研究證明，不
東北電力大學(xué)學(xué)報(bào) 2012年2期2012-03-12
- 基于離散伴隨方法的透平葉柵壓力反設(shè)計(jì)研究
散伴隨方法的透平葉柵壓力反設(shè)計(jì)研究張朝磊1,2，吳海燕1（1.江西理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，江西贛州341000；2.西安交通大學(xué)葉輪機(jī)械研究所，西安710049）根據(jù)離散伴隨方法理論和自動(dòng)微分技術(shù)，由流場(chǎng)求解器源代碼構(gòu)造了相應(yīng)的離散伴隨場(chǎng)求解器.通過(guò)耦合參數(shù)化程序、網(wǎng)格生成程序、流場(chǎng)求解器和伴隨場(chǎng)求解器，建立了適用于葉輪機(jī)械葉柵的氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng).利用該系統(tǒng)，對(duì)某二維跨音速透平葉柵在給定葉型表面目標(biāo)壓力分布的情況下，通過(guò)構(gòu)造合適的目標(biāo)函數(shù)將葉柵反設(shè)計(jì)問(wèn)題轉(zhuǎn)化
江西理工大學(xué)學(xué)報(bào) 2012年3期2012-01-10
- 縮放葉柵內(nèi)高速凝結(jié)流動(dòng)特性的數(shù)值研究
0）發(fā)電技術(shù)縮放葉柵內(nèi)高速凝結(jié)流動(dòng)特性的數(shù)值研究趙振書（華能上安電廠， 石家莊 050310）對(duì)汽輪機(jī)縮放葉柵內(nèi)高速凝結(jié)流動(dòng)進(jìn)行初步的數(shù)值研究。 氣液兩相采用NS方程求解， 自發(fā)凝結(jié)液相凝結(jié)過(guò)程應(yīng)用多階復(fù)合參數(shù)積分方法求解。采用密度梯度等值圖作為數(shù)值紋影圖，顯示了激波系和尾跡渦流的分布與強(qiáng)度。模擬得到了過(guò)熱蒸汽流動(dòng)和自發(fā)凝結(jié)流動(dòng)中壓力、馬赫數(shù)、激波系流線分布情況以及葉柵的氣動(dòng)參數(shù)。分析了凝結(jié)過(guò)程對(duì)流動(dòng)的影響，數(shù)值結(jié)果表明：汽輪機(jī)縮放葉柵中的凝結(jié)過(guò)程會(huì)使尾緣
浙江電力 2011年12期2011-07-18
- 渦輪葉片氣動(dòng)設(shè)計(jì)軟件BladeDesign
、S2流面設(shè)計(jì)、葉柵幾何設(shè)計(jì)、S1流面計(jì)算、葉片積疊、準(zhǔn)三維計(jì)算、全三維計(jì)算之間進(jìn)行反復(fù)迭代，因此，越來(lái)越依賴于先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件。在這個(gè)過(guò)程中，迭代最頻繁的是葉柵幾何設(shè)計(jì)、S1流面計(jì)算、葉片積疊三個(gè)環(huán)節(jié)，渦輪葉片設(shè)計(jì)軟件BladeDesign[1]將這三個(gè)環(huán)節(jié)整合，成為較為有效的渦輪葉片設(shè)計(jì)工具。在葉柵幾何設(shè)計(jì)中，前緣、尾緣通常使用圓弧曲線，而葉身線型的選擇多種多樣。早期的葉身線型往往采用多項(xiàng)式曲線造型方法[2～5]，渦輪氣動(dòng)設(shè)計(jì)軟件包(TADP)[6]中可
燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究 2011年3期2011-07-14
- 汽輪機(jī)靜葉柵變沖角性能的實(shí)驗(yàn)研究
001）汽輪機(jī)靜葉柵變沖角性能的實(shí)驗(yàn)研究王祥鋒，顏培剛，黃洪雁，韓萬(wàn)金（哈爾濱工業(yè)大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院，哈爾濱 150001）為了研究亞臨界600MW汽輪機(jī)高壓第九級(jí)靜葉葉柵的變沖角氣動(dòng)特性，為高壓靜葉葉片設(shè)計(jì)提供依據(jù)，對(duì)原型和改型兩套環(huán)形葉柵在低速風(fēng)洞中進(jìn)行了不同沖角工況下的吹風(fēng)實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：改型葉柵降低了葉柵的流動(dòng)損失，具有更好的變沖角特性。汽輪機(jī)靜葉柵；彎葉片；沖角；氣動(dòng)性能；風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)0 引 言沖角變化不僅影響到汽輪機(jī)葉柵的葉型損失［1］
實(shí)驗(yàn)流體力學(xué) 2011年6期2011-06-15
- 汽輪機(jī)新型高壓級(jí)隔板靜葉柵結(jié)構(gòu)分析
隔板內(nèi)外圍帶及靜葉柵組成。靜葉柵與內(nèi)外圍帶采用沖孔焊接，再與隔板外環(huán)和隔板體焊接成型，如圖1所示。圖中：1為隔板外環(huán)；2為隔板體；3為隔板靜葉柵。圖1 汽輪機(jī)高壓級(jí)隔板外形結(jié)構(gòu)圖汽輪機(jī)高壓通流部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于流過(guò)高壓部分蒸汽壓力高、溫度高、比容小，所需的葉柵通道通流面積小，所以隔板靜葉片高度短；且沖動(dòng)式汽輪機(jī)靜葉前后壓差大，為了保證隔板的強(qiáng)度，隔板體軸向?qū)挾容^大，隔板體大多采用CrMo鋼鑄造而成［1］。早期常規(guī)設(shè)計(jì)中為了解決這一問(wèn)題，通常采用窄葉片配合
山東電力技術(shù) 2011年5期2011-05-24
- 不同攻角下壓氣機(jī)葉柵渦流噪聲輻射特性的研究
良好的噪聲特性.葉柵的氣動(dòng)性能一直是人們?cè)O(shè)計(jì)葉輪機(jī)械所關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題[1],對(duì)不同幾何參數(shù)和氣流條件下葉柵氣動(dòng)性能的研究已經(jīng)相當(dāng)成熟,如NACA 65系列葉型就有較全面的試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)[2].然而,有關(guān)葉型參數(shù)對(duì)噪聲性能影響的研究還不是很成熟,且目前的研究大部分是針對(duì)單個(gè)翼型噪聲的[3-4],關(guān)于葉柵流場(chǎng)流動(dòng)噪聲源的產(chǎn)生及輻射特性的研究仍然少見(jiàn)公開(kāi)報(bào)道.近年來(lái),葉輪機(jī)械的非定常流動(dòng)越來(lái)越受關(guān)注,一些學(xué)者開(kāi)展了平面葉柵非定常流場(chǎng)的數(shù)值和試驗(yàn)研究,其中包括對(duì)葉片尾
動(dòng)力工程學(xué)報(bào) 2011年7期2011-04-13
- 葉柵參數(shù)對(duì)反推力裝置氣動(dòng)性能影響規(guī)律
為利用外涵氣流的葉柵式反推力裝置，由反推力導(dǎo)流葉柵、葉柵蓋和阻流門組成。反推力裝置開(kāi)啟后，整流罩向后移動(dòng)露出葉柵通道，阻流門擋住向后流動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)外涵道氣流，使其折入導(dǎo)流葉柵通道中定向向前流出，從而形成反推力。葉柵式反推力裝置結(jié)構(gòu)緊湊，反推力的產(chǎn)生比較平穩(wěn)，其反推力高達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)最大推力的60%～70%。因此在B747、B767和B777等一系列大型飛機(jī)中得到了廣泛應(yīng)用[1－6]。導(dǎo)流葉柵是反推力裝置中的重要核心部件，其結(jié)構(gòu)參數(shù)的改變不僅對(duì)氣動(dòng)性能產(chǎn)生直接影響，
中國(guó)民航大學(xué)學(xué)報(bào) 2010年3期2010-07-31
- 高速銑床主軸驅(qū)動(dòng)透平葉柵設(shè)計(jì)與數(shù)值模擬
軸的透平式氣馬達(dá)葉柵的造型設(shè)計(jì)和數(shù)值模擬進(jìn)行了研究，對(duì)葉片進(jìn)行變參數(shù)設(shè)計(jì)，得到了不同參數(shù)對(duì)其氣動(dòng)性能的影響規(guī)律，并獲得了使葉柵氣動(dòng)性能最佳的參數(shù)組合.1 平面葉柵的造型設(shè)計(jì)擺角銑頭技術(shù)要求為:轉(zhuǎn)速160 000 r/min，刀頭切削力矩小于0.005 N·m，氣馬達(dá)噴嘴數(shù)為3，壓力氣體初始?jí)簭?qiáng) p0=0.5 MPa，環(huán)境壓強(qiáng)p1=0.1 MPa，環(huán)境溫度T=293 K.文中采用直接繪制葉背和葉盆型線造型法來(lái)進(jìn)行平面葉柵造型.設(shè)計(jì)時(shí)，假設(shè)氣體在葉片流道中的流
哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2010年11期2010-03-24