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叶片式旋流畸变发生器数值模拟研究 被引量：10
1
作者 屠宝锋 胡骏 尹超 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期1817-1824,共8页
为研究旋流畸变对压气机性能和稳定性的影响,设计了一套叶片式旋流畸变发生器,使用不同弯角的叶片以改变旋流畸变的结构和强度。采用CFD数值模拟方法对旋流畸变发生器的特性和详细流场进行了研究,结果表明,叶片式旋流畸变发生器具有对... 为研究旋流畸变对压气机性能和稳定性的影响,设计了一套叶片式旋流畸变发生器,使用不同弯角的叶片以改变旋流畸变的结构和强度。采用CFD数值模拟方法对旋流畸变发生器的特性和详细流场进行了研究,结果表明,叶片式旋流畸变发生器具有对涡和整体涡均可形成、总压恢复系数高、旋流强度调节方便的优点,旋流切向气流角最大可达25.1°;随着流量减小,对涡和整体涡的总压恢复系数增加,旋流强度先保持不变,在降至一定的流量值后急剧上升。在压气机进口截面,对涡强度近端壁区域最大,叶中区域最小。整体涡偏心时,压气机进口的旋流方向并不完全一致,在叶根局部区域会形成反向旋流。 展开更多
关键词 旋流畸变 叶片 整体涡 对涡 数值模拟
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旋流畸变对压气机失速发展过程影响的试验研究 被引量：8
2
作者 刘华 屠宝锋 +1 位作者 胡骏 谢金哲 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2306-2313,共8页
为研究进气旋流畸变对轴流压气机失速发展过程的影响,设计了一种叶片式旋流畸变发生器。通过改变叶片式旋流畸变发生器的叶片安装方式来改变进口气流流向,产生对涡或整体涡,研究均匀进气、对涡和整体涡进气条件下低速轴流压气机失速发... 为研究进气旋流畸变对轴流压气机失速发展过程的影响,设计了一种叶片式旋流畸变发生器。通过改变叶片式旋流畸变发生器的叶片安装方式来改变进口气流流向,产生对涡或整体涡,研究均匀进气、对涡和整体涡进气条件下低速轴流压气机失速发展的特点。试验结果表明:旋流畸变发生器达到了预期的设计要求,在压气机进口前产生了对涡和整体涡。压气机转子对进口旋流畸变有很大的影响,对正向旋流有一定加强作用,使正向旋流强度增大;对反向旋流有一定抑制作用。旋流畸变减小了压气机的稳定裕度,切向气流角越大效果越明显,使其更快进入失速,其中以对涡进气和正向涡进气条件下最为明显。旋流畸变进气条件下压气机中失速团的产生机理不发生改变,失速团传播频率不发生改变。 展开更多
关键词 叶片式旋流畸变发生器 对涡 整体涡 失速起始
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腔室型旋流发生器的设计与仿真研究 被引量：5
3
作者 纪振伟 程邦勤 +1 位作者 张磊 王浩 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期776-784,共9页
为了模拟旋流畸变对压气机性能和稳定性的影响,设计了一套腔室型旋流发生器,通过灵活改变腔室几何构形来形成不同类型和强度的旋流,利用先进的CFD数值模拟方法开展了旋流器流场特征的研究并对旋流畸变指标进行了详细分析。结果表明,腔... 为了模拟旋流畸变对压气机性能和稳定性的影响,设计了一套腔室型旋流发生器,通过灵活改变腔室几何构形来形成不同类型和强度的旋流,利用先进的CFD数值模拟方法开展了旋流器流场特征的研究并对旋流畸变指标进行了详细分析。结果表明,腔室型旋流发生器能够产生不同强度的整体涡和对涡旋流,气动交界面处整体涡最大旋流角可以达到65.8°,对涡最大旋流角可以达到58.2°;在压气机进口截面,近壁面处旋流强度最大,整体涡可达43.5,对涡可达9.26;整体涡主要影响叶尖流场,对涡主要影响叶尖和叶根的流场。随着流量的增加,旋流器总压恢复系数降低,整体涡强度增加,对涡强度降低。 展开更多
关键词 腔室 旋流畸变 旋流角 整体涡 对涡 数值仿真 试验技术
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整体涡旋流畸变下的压气机失速机理分析 被引量：4
4
作者 张磊 程邦勤 纪振伟 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2018年第1期20-25,共6页
为了研究跨声速压气机在整体涡旋流畸变下的失速机理,采用数值仿真方法对Stage35进行了整级数值模拟,研究了叶片通道流场中触发压气机失速的关键因素,分析了不同转速下,叶顶泄漏涡和径向涡在旋流畸变条件下的变化情况。结果表明:同向整... 为了研究跨声速压气机在整体涡旋流畸变下的失速机理,采用数值仿真方法对Stage35进行了整级数值模拟,研究了叶片通道流场中触发压气机失速的关键因素,分析了不同转速下,叶顶泄漏涡和径向涡在旋流畸变条件下的变化情况。结果表明:同向整体涡能抑制叶背流动分离,使径向涡体积减小,叶顶泄漏涡减弱,叶顶通道堵塞程度减小,压气机稳定裕度增大;出现反向整体涡时,叶背气流分离加剧,径向涡体积扩大,低转速下,泄漏涡增强,堵塞区面积增大,高转速下,泄漏涡变化不大,但径向涡体积扩大引起流体向叶尖堆积,形成大面积的吸力面尾缘低速区,更容易导致压气机失稳。 展开更多
关键词 旋流畸变 整体涡 泄漏涡 径向涡 失速机理
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整体涡对跨声速单转子性能和稳定性影响 被引量：5
5
作者 屠宝锋 胡骏 张凯 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2233-2238,共6页
为研究整体涡影响轴流压气机性能和稳定性的机理,设计了一种叶片式旋流发生器,并对旋流发生器和跨声速单转子进行了联合数值模拟研究.计算结果表明:反向整体涡导致堵塞点流量、进口攻角和总压比增加,效率和稳定工作范围降低;同向整体涡... 为研究整体涡影响轴流压气机性能和稳定性的机理,设计了一种叶片式旋流发生器,并对旋流发生器和跨声速单转子进行了联合数值模拟研究.计算结果表明:反向整体涡导致堵塞点流量、进口攻角和总压比增加,效率和稳定工作范围降低;同向整体涡导致堵塞点流量、进口攻角、总压比和稳定工作范围减小,效率增加;反向整体涡导致50%叶高以上吸力面附面层分离以及叶尖泄漏流堵塞加剧是压气机失稳的主要原因. 展开更多
关键词 压气机 跨声速 整体涡 旋转发生器 稳定性
原文传递
整体涡旋流畸变对轴流-离心组合式压气机喘振特性影响的数值研究
6
作者 王铭毅 武耀族 +1 位作者 王志恒 席光 《风机技术》 2023年第3期20-26,共7页
为研究整体涡旋流畸变对轴流-离心组合式压气机喘振特性的影响,本文采用气腔模型来研究压气机出口的容腔效应,分别模拟了均匀进气以及不同旋流强度的正向及负向整体涡旋流畸变作用下,组合式压气机的喘振过程。研究发现,正向整体涡旋流... 为研究整体涡旋流畸变对轴流-离心组合式压气机喘振特性的影响,本文采用气腔模型来研究压气机出口的容腔效应,分别模拟了均匀进气以及不同旋流强度的正向及负向整体涡旋流畸变作用下,组合式压气机的喘振过程。研究发现,正向整体涡旋流畸变作用下,离心叶轮进口截面近盘侧存在强度较大、范围较广的正向旋流,一定程度上抑制了叶轮内的流动分离;相反地,负向整体涡旋流畸变作用下,离心叶轮进口截面近盘侧存在强度较大、范围较广的负向旋流,使叶轮内的流动分离加剧甚至引发回流,使得压气机系统进入深度喘振工况。正向整体涡旋流畸变的旋流强度越大,组合式压气机的喘振圈及喘振频率越小;负向整体涡旋流畸变作用下,旋流强度越大,喘振圈越大、喘振频率越高。 展开更多
关键词 组合式压气机 旋流畸变 整体涡 喘振 数值模拟
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一种可变弯度叶片式旋流畸变发生器设计技术 被引量：1
7
作者 张新雨 屠宝锋 +1 位作者 方锐 杨光 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1957-1969,共13页
为了研究进气旋流畸变对压气机性能和稳定性的影响,设计了一种能够产生典型对涡与整体涡可变弯度叶片式旋流畸变发生器。结合正交仿真试验设计方法,分别以对涡旋流强度为优化目标和以对涡旋流强度、整体涡旋流强度和整体涡总压恢复系数... 为了研究进气旋流畸变对压气机性能和稳定性的影响,设计了一种能够产生典型对涡与整体涡可变弯度叶片式旋流畸变发生器。结合正交仿真试验设计方法,分别以对涡旋流强度为优化目标和以对涡旋流强度、整体涡旋流强度和整体涡总压恢复系数为综合优化目标对旋流畸变发生器的几何参数,包括叶片稠度、叶片数量以及轮毂比等进行气动优化设计,并采用CFD数值模拟仿真研究了旋流畸变发生器生成旋流特征。经过单指标优化分析,旋流畸变发生器生成对涡旋流强度最高可达24.60°,整体涡旋流强度最高可达38.73°。经过多指标综合优化,旋流畸变发生器生成对涡和整体涡的总压恢复系数分别提高了4.26%和3.57%。叶片式旋流畸变发生器设计具有结构简单、操作方便、试验周期短等优点,并具有较好的工程应用性。 展开更多
关键词 旋流畸变 稳定性 正交试验设计 整体涡 对涡
原文传递
旋流畸变对跨声速转子性能影响的数值研究
8
作者 王加乐 程邦勤 +3 位作者 冯路宁 纪振伟 李军 马彩东 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1013-1022,共10页
为了探究整体涡和对涡旋流对跨声速转子性能的影响,利用腔室型旋流畸变发生器产生旋流,并与跨声速转子进行联合仿真研究。结果表明:同向整体涡减小了叶片负荷与叶片表面及通道内的二次流分离,使转子的压比降低,效率升高;反向整体涡增大... 为了探究整体涡和对涡旋流对跨声速转子性能的影响,利用腔室型旋流畸变发生器产生旋流,并与跨声速转子进行联合仿真研究。结果表明:同向整体涡减小了叶片负荷与叶片表面及通道内的二次流分离,使转子的压比降低,效率升高;反向整体涡增大了叶片负荷,使流动分离损失增加,转子的压比升高,效率降低;对涡旋流可认为是同向整体涡和反向整体涡的叠加,对转子性能的影响取决于占主导的旋流类型,影响机制与整体涡相同。 展开更多
关键词 转子 旋流 畸变 整体涡 对涡 数值仿真 流动分离
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整体涡旋流对跨声速压气机Stage 67影响的定常数值仿真研究
9
作者 冯路宁 程邦勤 +2 位作者 王加乐 张磊 李军 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1993-2001,共9页
为研究不同旋流强度的整体涡旋流畸变对跨声速压气机的影响,采用定常数值仿真的方法,基于一种整体涡旋流畸变发生器与Stage 67跨声速压气机展开联合仿真研究。通过改变旋流畸变发生器叶片角度,可以模拟不同强度的整体涡旋流畸变流场,在... 为研究不同旋流强度的整体涡旋流畸变对跨声速压气机的影响,采用定常数值仿真的方法,基于一种整体涡旋流畸变发生器与Stage 67跨声速压气机展开联合仿真研究。通过改变旋流畸变发生器叶片角度,可以模拟不同强度的整体涡旋流畸变流场,在不同旋流进气工况下得到了压气机的压比、效率特性曲线,并针对流场细节进行分析,研究其失速机理。结果表明:同向整体涡有效降低近失速点叶顶通道堵塞程度,使叶片流动损失减小,压气机稳定裕度扩大;反向整体涡加剧叶背气流流动分离程度,引起吸力面尾部低速区面积扩大,导致叶顶堵塞程度的显著加剧,通道流动损失增加明显,造成压气机稳定裕度下降。 展开更多
关键词 旋流 畸变 整体涡 压气机 数值仿真
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中央开槽箱梁断面扭转涡振全过程气动力演化特性 被引量：9
10
作者 刘圣源 胡传新 +1 位作者 赵林 葛耀君 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期196-205,共10页
中央开槽箱梁因其优越的颤振性能而在大跨度桥梁建设中得到应用,但中央开槽存在引发结构大幅涡振的气动稳定性问题。以典型大跨度桥梁中央开槽箱梁断面为对象,进行弹簧悬挂节段模型风洞测压、测振试验。对比研究了扭转涡振锁定风速全过... 中央开槽箱梁因其优越的颤振性能而在大跨度桥梁建设中得到应用,但中央开槽存在引发结构大幅涡振的气动稳定性问题。以典型大跨度桥梁中央开槽箱梁断面为对象,进行弹簧悬挂节段模型风洞测压、测振试验。对比研究了扭转涡振锁定风速全过程起振点、上升区中点、振幅极值点、下降区中点及涡振结束点等涡振发展过程箱梁表面气动力演化特性。研究表明,箱梁表面气动力在涡振过程不同阶段具有明显的变迁历程,气动力特性与涡振响应有明显的同步演化关系。分布气动力对涡激力的贡献与扭转涡振振幅呈正相关关系,均在振幅极值点风速达到最大,下游箱梁上下表面后部区域及上游箱梁上表面前部区域对涡激力贡献较大,前两者起增强作用,后者起抑制作用,这些区域的气动力是引起中央开槽箱梁扭转涡振的主要原因。与闭口箱梁上下表面下游分布气动力对整体涡激力贡献相互抵消效应相比,中央开槽使得下游箱梁上下表面分布气动力均对整体涡激力起增强作用,这是中央开槽箱梁相比闭口箱梁涡振效应更加突出的重要原因。 展开更多
关键词 中央开槽箱梁 扭转涡振 分布气动力 整体涡激力 演化特性
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