【摘 要】
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提高压气机级负荷是压气机的重要发展方向。串列叶栅作为一种被动流动控制技术,能有效提高叶片负荷。本文以压气机串列叶栅静子为研究对象,采用二维定常、三维定常和三维非定常三种数值模拟方法,研究了不同周向偏距的串列叶栅在不同攻角工况下的性能和流场结构变化。研究结果表明:在大的负攻角工况下(-15°),周向偏距对叶片性能和流场结构的影响具有特殊性;在其他攻角工况下,增大周向偏距能降低叶片损失、改善流场品质;
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提高压气机级负荷是压气机的重要发展方向。串列叶栅作为一种被动流动控制技术,能有效提高叶片负荷。本文以压气机串列叶栅静子为研究对象,采用二维定常、三维定常和三维非定常三种数值模拟方法,研究了不同周向偏距的串列叶栅在不同攻角工况下的性能和流场结构变化。研究结果表明:在大的负攻角工况下(-15°),周向偏距对叶片性能和流场结构的影响具有特殊性;在其他攻角工况下,增大周向偏距能降低叶片损失、改善流场品质;而-15°攻角工况时,较大的周向偏距反而使流场恶化、叶片损失上升。对于二维串列叶栅,在设计点攻角工况下,出口气流角比较稳定,接近轴向出气;但-15°攻角工况时,气流角随周向偏距增大迅速下降,在周向偏距为0.85时气流已偏离轴向约-9°,周向偏距过大导致后排叶片受到前排叶片压力面分离流的影响显著。对于三维串列叶片,在0°、-5°攻角工况下,主叶展部分(20%~80%)的出口气流角约为-5°;但-15°攻角工况下,周向偏距为0.85时气流偏离轴向最大处达到-11°。三维串列叶片非定常计算结果表明,在大部分叶展范围内,DES时均总压损失低于RANS的预测值;当流场状况较好时,RANS与DES时均值趋势较一致;而在流动分离更严重时,趋势差别较大,在近轮毂位置,DES时均总压损失系数随叶展的变化更大。
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