卢新根
,
朱俊强
,
楚武利
工程热物理学报
本文首先利用动态测试手段和非定常数值模拟手段探讨了亚音速条件下叶顶复杂流动机制触发轴流压气机内部流动失稳机制.然后利用全三维非定常数值模拟技术对二种不同处理机匣与亚音速压气机转子叶顶流场之间的耦合流动机制进行了详细的分析,对比分析了处理机匣引入前后压气机叶顶流场结构的变化,研究结果表明:顶部间隙泄漏流所导致的堆积在叶片通道相邻叶片压力面附近的阻塞是触发该压气机内部流动失稳的主要的机制,而处理机匣结构能够抑制或者吸除叶顶区域由于顶部间隙泄漏流导致的阻塞,推迟相邻叶片压力面前缘附近间隙泄漏流溢流的出现,从而提高压气机的失速裕度.
关键词:
轴流压气机
,
流动失稳
,
机匣处理
,
数值模拟
,
顶部间隙泄漏流
耿少娟
,
张宏武
,
陈静宜
,
黄伟光
工程热物理学报
本文将叶顶微喷气方法应用于 NASA Rotor37 跨音速轴流压气机转子,在近失速工况,利用数值模拟方法研究了不同喷气量时叶顶间隙泄漏流对微喷气的非定常响应机理和叶顶微喷气的扩稳效果.结果表明,喷气使得叶顶区域的叶表压力随喷嘴与叶片相对位置的变化沿弦向发生波动,抑制了叶顶泄漏流的自激非定常波动,使叶顶泄漏流轨迹沿叶片吸力面向下游移动,实现了提高压气机性能和稳定性的目的.采用喷射气流的无量纲总动量可关联亚音速和跨音速轴流压气机不同喷气方案的扩稳效果,该无量纲总动量与来流总动量和喷射气流高度成反比,而与叶高和喷射气流总动量成正比.
关键词:
轴流压气机
,
叶顶间隙流
,
非定常
,
喷气
,
扩稳
王偲臣
,
李继超
,
杜娟
,
林峰
,
聂超群
工程热物理学报
本文对一台低速轴流压气机的转子尾迹流场进行了三维动态测量,结果显示,在靠近失速过程中,转子叶顶尾迹中出现了0.5BPF的叶顶泄漏流特征频率且其功率随流量减小而增大,同时1BPF频带的功率降低;在叶顶喷气扩稳状态下,0.5BPF和1BPF的功率分别减弱和恢复,这种反向变化验证了转子尾迹非定常特征与压气机稳定性的规律性关联,为失稳机理和扩稳策略的研究提供了新的参考.
关键词:
轴流压气机
,
转子尾迹
,
稳定性
,
非定常性
季路成
,
邵卫卫
,
陈江
工程热物理学报
从掌控风扇/轴流压气机裕度方法回顾入手,探析美国和俄罗斯裕度控制方法及相应特点,提出将掠因素全面包含入二维特性预估循环,并将对裕度控制机制的朴素认识嵌入CFD结果判读,形成裕度定制方法.
关键词:
风扇
,
轴流压气机
,
裕度定制
,
失速裕度
,
特性计算
吴艳辉
,
赵奎
,
田江涛
,
楚武利
工程热物理学报
对跨音压气机Rotor35进行单通道全三维定常/非定常数值模拟,并与试验总性能和流场分布对比校核了数值计算精度。以此为基础开展的近失速工况点的非定常计算发现,来自相邻叶片通道未形成泄漏涡的间隙泄漏流体与来流、激波与泄漏涡干涉形成的低能破碎区相互作用形成了叶尖二次涡。叶尖二次涡向下游运动过程中,其所处的位置和产生的阻塞影响了近叶顶载荷的分布,最终使得叶尖部流场出现了循环往复的自维持的非定常波动现象。
关键词:
轴流压气机
,
非定常流动
,
泄漏涡
,
叶尖二次涡
陈江
,
刘太秋
,
李孝堂
,
杜刚
工程热物理学报
针对某中档功率燃气轮机压气机部件气动性能需求,开展了五级轴流低压压气机气动设计技术数值研究.围绕提高效率和扩大喘振裕度两个根本问题,在气动设计的一维设计、s2通流设计、叶片造型等各个环节进行了参数筛选与性能优化,并通过Numeca软件和Denton程序全三维数值模拟性能确认,设计点气动性能满足并超过了指标要求.为了满足低速运行压气机喘振裕度要求,一维经验统计数值预测前面级导叶调节所能带来的喘振裕度拓展区间,并研究了几级联调的调节规律,以指导五级轴流压气机气动性能试验.本文研究提供了满足性能指标要求的全新五级轴流压气机气动设计,获得的扩喘导叶调节规律可供相似多级轴流压气机导叶联调参考.
关键词:
燃气轮机
,
轴流压气机
,
气动设计
,
数值模拟
李成勤
,
张靖煊
,
林峰
,
黄伟光
工程热物理学报
轴流式压气机叶顶泄漏流非定常性对压气机性能和稳定性有着重要影响。为了避开研究转子内部流场所遭遇的测量困难，以及为了可以更加方便地调节叶顶间隙和进气角的需要，本文以压气机平面叶栅作为研究对象，旨在通过对不同间隙，不同马赫数和不同攻角下的叶顶泄漏流的动态测量，了解叶栅环境下叶顶间隙流非定常性的特征和出现条件，探索利用叶栅模拟转子环境进行叶顶间隙流研究的可行性。实验表明，叶顶泄漏流在某些工况下存在非定常性。该非定常性的频率特征受来流速度影响较大。产生非定常性的条件是需要泄漏流轨迹到达相邻叶片的压力面。产生非定常性的主要原因是由于泄漏流与叶片载荷的相互作用。
关键词:
轴流压气机
,
平面叶栅
,
叶顶泄漏流
,
非定常性
陈江
,
季路成
工程热物理学报
采用轴对称特性优化程序对四级轴流压气机进行气动特性优化,研究分析叶片几何参数变化对设计工况及(n)=1.0、0.9转速线上性能影响.指出在多级轴流压气机气动设计过程中,设计工况性能优化将对非设计工况性能产生关联,因而在追求设计点性能同时必须兼顾各折合转速线上性能.实施非设计工况下设计参数优化有望带来多级轴流压气机性能整体提升.
关键词:
燃气轮机
,
叶轮机
,
轴流压气机
,
数值计算
,
特性优化
卢新根
,
楚武利
,
朱俊强
,
吴艳辉
工程热物理学报
轴向斜缝机匣处理能够有效地扩大压气机的稳定工作范围,本文对轴向斜缝处理机匣与亚音速压气机转子通道之间的耦合流动进行了时间精确的全三维数值模拟,数值结果所获得的总性能与试验结果符合较好.详细分析了处理机匣与转子通道之间非定常干涉现象以及处理机匣结构引入后转子顶部区域不同的流场结构,数值计算结果表明,对具有高损失高阻塞效应的间隙泄漏流及其间隙泄漏涡的控制是轴向斜缝机匣处理扩大压气机稳定工作裕度的主要原因.
关键词:
轴流压气机
,
机匣处理
,
间隙泄漏流
,
非定常干涉
邓向阳
,
张宏武
,
黄伟光
工程热物理学报
本文利用数值方法研究了某两级低速轴流压气机第二级动叶在存在前后静叶扰动时,工况变化对其顶部非定常泄漏流波动频率的影响.结果显示其波动主要集中在泄漏涡轨迹附近,并且随着流量减小而增强.在大流量工况,其波动频率为转子通道频率.在中等流量工况,其波动频率为0.59倍通道频率.在小流量工况,其波动频率为0.51倍通道频率.并且其波动频率与前后静叶扰动强度无关.
关键词:
轴流压气机
,
频率
,
顶部泄漏流
,
工况
,
非定常
