壓氣機串列葉柵流場特性數(shù)值模擬與實驗的研究

《壓氣機串列葉柵流場特性數(shù)值模擬與實驗的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。

1、DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterNUMERICALANDEXPERIMENTALINVESTIGATIONOFFLOWFIELDANDPERFORMANCEINCOMPRESSORTANDEMCASCADESCandidate：ShenChunStudentID:1104139027Supervisor：Prof.TengJinfangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：AircraftDe

2、signSchoolofAeronauticsandAffiliation：AstronauticsDateofDefence：Dec,2012Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversity萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)上海交通大學碩士學位論文壓氣機串列葉柵流場特性的數(shù)值模擬與實驗研究摘要當壓氣機末級靜子葉片氣流轉角過大，無法用單排葉片實現(xiàn)時，通?？梢圆捎么腥~柵來實現(xiàn)氣流的折轉。在選定葉型和軸向相對位置的情況下，周向相對位置對串列葉柵設計點和非設計點性能都有較大影響。為此，本文首先采用數(shù)值模擬研究方法，選取

3、雙圓弧葉型的壓氣機靜子串列葉柵，在不同周向相對位置情況下考察其設計點和非設計點的氣動性能和流場特性。其次，對周向相對位置(-10%,0.67)和(-10%,0.80)型兩種方案的串列葉柵進行低速吹風實驗研究，采用TR-PIV流場測試系統(tǒng)測量并分析了設計攻角下其時均和瞬時的流場。對串列葉柵進行了高、低速數(shù)值模擬，對比分析了不同周向相對位置在不同攻角下對葉柵氣動性能和流場特性的影響。結果表明：設計攻角工況下，對于高馬赫數(shù)來流工況，當軸向相對距離為-10%且周向相對位置在0.80到0.83之間時，串列葉柵的氣動性能和流場特性相對較好，前后排葉片所形成狹縫的射流作用增強，改善

4、了后排流動拓撲結構，對后排葉片附面層產生吹除作用。在非設計攻角工況下，串列葉柵在-11°到+4°攻角范圍內具有較好的氣動性能和流場特性。高低速數(shù)值計算的吻合程度較好。運用高頻響TR-PIV流場測試設備對位置(-10%,0.67)和(-10%,0.80)型串列葉柵在設計攻角下進行了實驗研究。實驗時均值與高速數(shù)值結果吻合程度較好。實驗結果表明葉柵流場主流區(qū)域和尾跡區(qū)域的非定常性都較強；位置（-10%，0.80）方案串列葉柵整體葉片尾跡寬度較窄，脫落渦尺寸較小，與主流摻混程度較弱，損失較低。關鍵詞：壓氣機；串列葉柵；周向位置；攻角；數(shù)值模擬；實驗研究-I-萬方數(shù)據(jù)上海交通大

5、學碩士學位論文NUMERICALANDEXPERIMENTALINVESTIGATIONOFFLOWFIELDANDPERFORMANCEINCOMPRESSORTANDEMCASCADESABSTRACTAstraditionalstatorcanhardlyachievetheairdeflectionoffinalstagestatorincompressor,tandemcascadeisusuallyusedtorealizeit.Tangentialdisplacementisamainparameterwhenbladeprofileandaxialdi

6、splacementarechosen,whichaffectstheaerodynamicperformancesignificantlyatbothdesignandoff-designpoints.So,firstly,asDCAbladeprofileischosen,numericalmethodisusedtoinvestigatetheeffectsoftangentialdisplacementontandemcascadeflowfieldandperformanceatbothdesignandoff-designpoints;then,posit

7、ion(-10%,0.67)and(-10%,0.80)arechosentotakenintoexperimentalinvestigationinlowspeedwindtunnelwithTR-PIVatdesignpointtocaptureandanalyzethetime-averagedandtemperoryflowfieldboth.Tandemcascadeswithdifferenttangentialdisplacementweretakenintonumericalinvestigationatbothhighandlowi