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1、第５８卷第４期汽輪機技術Ｖｏｌ．５８Ｎｏ．４２０１６年８月ＴＵＲＢＩＮＥＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡｕｇ．２０１６非軸對稱端壁控制高負荷葉片端區(qū)流動的數(shù)值研究１１１２２錢瀟如，李超，韓萬金，李宇峰，鞠鳳鳴（１哈爾濱工業(yè)大學能源科學與工程學院，哈爾濱１５０００１；２哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，哈爾濱１５００４６）摘要：用數(shù)值模擬的方法研究了非軸對稱端壁對端部流動的機理，分析了非軸對稱端壁對橫截面渦量和總壓損失的影響。研究表明：在亞音速流動條件下，流道后半部分端壁區(qū)流動參數(shù)變化較小，降低后半端壁的翹曲幅度，均能進一步提高翹曲端壁對端壁流動的控制效果；端壁翹曲通過延長端壁附
2、面層流動、形成擴散性流道等途徑降低了端壁橫向壓力梯度，減少了進入吸力側壁角的端壁橫流及其與吸力面相互作用產生的通道渦量，有效降低了端壁流動的總壓損失。關鍵詞：非軸對稱端壁；流動機理；數(shù)值模擬；渦量；總壓損失分類號：ＴＫ１２３文獻標識碼：Ａ文章編號：１００１-５８８４（２０１６）０４-０２６０-０３ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＥｎｄＷａｌｌＦｌｏｗＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＮｏｎ-ａｘｉｓｙｍｍｅｔｒｉｃＥｎｄＷａｌｌＣｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｆｏｒａＨｉｇｈＬｏａｄｅｄＢｌａｄｅ１１１２２ＱＩＡＮＸｉａｏ-ｒｕ，ＬＩＣｈａｏ，ＨＡＮＷａｎ-ｊｉｎ，ＬＩＹｕ-ｆ
3、ｅｎｇ，ＪＵＦｅｎｇ-ｍｉｎｇ（１ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｏｗｅｒａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ；２ＨａｒｂｉｎＴｕｒｂｉｎｅＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄ，Ｈａｒｂｉｎ１５００４６，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｔｈｉｓｗｏｒｋｆｏｃｕｓｅｓｏｎｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｅｎｄｗａｌｌｆｌｏｗｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｎｏｎ-ａｘｉｓｙｍｍｅｔｒｉｃｅｎｄｗａｌｌａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｎｏｎ-ａｘｉｓｙｍｍｅｔｒｉｃｅｎｄｗａｌｌｏｎｖｏｒｔｉｃ
4、ｉｔｙｏｆｃｒｏｓｓ-ｓｅｃｔｉｏｎａｎｄｌｏｓｓｏｆｔｏｔａｌｐｒｅｓｓｕｒｅ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔａｓｍａｌｌｅｒｃｈａｎｇｅｏｆｔｈｅｆｌｏｗｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｈｉｃｈｉｎｔｈｅｆｌｏｗｃｈａｎｎｅｌｌａｔｔｅｒｅｎｄｗａｌｌａｒｅａａｎｄａｒｅｄｕｃｅｄｗａｒｐａｇｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆｌａｔｔｅｒｅｎｄｗａｌｌａｒｅａｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｃｕｒｖｅｄｅｎｄｗａｌｌｏｎｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｕｎｄｅｒｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｓｕｂｓｏｎｉｃｆｌｏｗ．Ｔｈｒｏｕｇｈｅｘｔｅｎｄｉｎｇｔｈｅｅｎ
5、ｄｗａｌｌｂｏｕｎｄａｒｙｌａｙｅｒａｎｄｆｏｒｍｉｎｇｄｉｆｆｕｓｉｏｎｐａｓｓａｇｅ，ｔｈｅｂｕｍｐｅｎｄｗａｌｌｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｌａｔｅｒａｌｐｒｅｓｓｕｒｅｇｒａｄｉｅｎｔｏｆｅｎｄｗａｌｌ，ｔｈｅｃｒｏｓｓｆｌｏｗａｎｄｐａｓｓａｇｅｖｏｒｔｉｃｉｔｙｗｈｉｃｈｈａｓｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｏｆｃｒｏｓｓｆｌｏｗａｎｄｓｕｃｔｉｏｎｓｉｄｅｆｌｏｗ，ａｓａｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅｌｏｓｓｏｆｔｏｔａｌｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｄｕｃｅｄ．Keywords：non-axisymmetricendwall；flowmechanism；numer
6、icalsimulations；vorticity；lossoftotalpressure的作用，發(fā)現(xiàn)總二次流損失降低２５％，但是在研究中應用非０前言對稱端壁成型沒有得到任何有前途的結果。后來，Ｋｏｐｐｅｒ［３］等在高出口馬赫數(shù)０．８５條件下，試驗比較了軸對稱與非軸面對日益加深的能源短缺與減重需求，高／超高負荷葉對稱成型端壁葉柵的氣動性能，給出了后者流動總損失下降［４］［５］片廣泛應用于各種類型的渦輪機械，而且要求單列葉柵承擔１７％的結論。Ｙａｎ等和Ｈａｒｖｅｙ等采用三維線性設計系的氣動負荷愈來愈高。伴隨著葉片負荷的提高，若不采取相統(tǒng)，優(yōu)化設計了渦輪非軸對稱端壁
7、，并將其應用于噴嘴導向應的措施，葉柵的氣動性能將嚴重變壞，流動損失不但達到葉柵，同時運用代數(shù)混合長度模型進行數(shù)值模擬，模擬結果了不可忍受的程度，而且葉片的負荷也必然降低。文獻［１］顯示：非軸對稱端壁削弱了流道橫向壓力梯度，降低了通道［６］指出，流動控制裝置與尾流誘導轉捩相結合，能夠強化和支渦強度，從而減小了葉柵總壓損失系數(shù)。Ｋｎｅｚｅｖｉｃｉ等在撐高升力概念。這意味著，針對影響高負荷葉柵流動損失的Ｃｕｒｌｅｔｏｎ大學低速線性葉柵風洞上，分別測量了具有常規(guī)端主要因素，采用有效的流動控制方法，能夠在提高葉柵氣動壁和非軸對稱端壁的兩套前加載高升力葉柵的氣動性能，與負荷
8、的同時，保持流動效率與常
