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轴流压气机机匣处理研究进展及评述 被引量:47
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作者 卢新根 楚武利 +2 位作者 朱俊强 吴艳辉 刘志伟 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期222-232,共11页
喘振和旋转失速裕度等稳定性问题是压气机设计者所关心的主要问题之一,不稳定流动大多数情况下都是从压气机端部区域开始的,如果能够延迟端部区域的失速,就能提高压气机的稳定工作范围.在过去的30多年中,许多种型式的处理机匣结构被用... 喘振和旋转失速裕度等稳定性问题是压气机设计者所关心的主要问题之一,不稳定流动大多数情况下都是从压气机端部区域开始的,如果能够延迟端部区域的失速,就能提高压气机的稳定工作范围.在过去的30多年中,许多种型式的处理机匣结构被用于改善端部区域流动,提高压气机的稳定工作范围.从机匣处理的实验研究、理论分析和数值模拟3个方面对轴流压气机机匣处理的研究进行了回顾,讨论了处理机匣内部流动机理及其对轴流压气机性能和稳定性的影响,并指出了机匣处理研究的发展趋势. 展开更多
关键词 轴流压气机 机匣处理 失速格度 顶部间隙泄漏流动
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轴向倾斜缝机匣处理影响压气机性能的机理 被引量:26
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作者 张皓光 楚武利 +1 位作者 吴艳辉 苏中亮 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期555-561,共7页
为了揭示缝式机匣处理影响轴流压气机性能的流动机理,对带轴向倾斜缝机匣处理的轴流压气机转子进行全三维非定常数值模拟,试验与数值结果均表明机匣处理在有效地扩大压气机稳定工作范围的同时,也使压气机等熵效率减少。通过详细地分析... 为了揭示缝式机匣处理影响轴流压气机性能的流动机理,对带轴向倾斜缝机匣处理的轴流压气机转子进行全三维非定常数值模拟,试验与数值结果均表明机匣处理在有效地扩大压气机稳定工作范围的同时,也使压气机等熵效率减少。通过详细地分析压气机内部流场,揭示了该机匣处理对该压气机转子性能及流场影响的机理,即倾斜缝内的回流具有抽吸或吹除端部低能流体的能力,在倾斜缝中形成的喷射流的作用下,叶顶通道内的低速气团得到了有利的激励,从而推迟转子的失速。但也使转子叶顶加功量下降,同时缝内的回流及其与叶顶主流的相互作用带来大的流动损失,最终降低压气机转子等熵效率。 展开更多
关键词 轴流压气机 机匣处理 性能 流场 机理
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叶型探针对轴流压气机性能试验结果的影响 被引量:22
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作者 向宏辉 任铭林 +2 位作者 马宏伟 黄明镜 樊嘉峰 《燃气涡轮试验与研究》 2008年第4期28-33,共6页
基于近年来所录取的大量压气机试验数据,详细分析了叶型探针对轴流压气机各项性能参数的影响,并对某型低负荷轴流压气机进行了稳定性试验,比较了80%设计转速下压气机在安装叶型探针前后稳定裕度的变化。结果表明:叶型探针对轴流压气机... 基于近年来所录取的大量压气机试验数据,详细分析了叶型探针对轴流压气机各项性能参数的影响,并对某型低负荷轴流压气机进行了稳定性试验,比较了80%设计转速下压气机在安装叶型探针前后稳定裕度的变化。结果表明:叶型探针对轴流压气机设计与非设计状态性能均会产生一定的负面影响,对于静叶高度不低于20mm的轴流压气机,其性能数据测量误差范围约在2%以内;压气机级增压能力所受到的影响程度与流道堵塞比有关,堵塞比越大,级静压比下降越多;安装叶型探针后,压气机的失速点流量增加,稳定裕度降低。 展开更多
关键词 叶型探针 轴流压气机 堵塞比 性能
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叶顶间隙对压气机性能的影响 被引量:22
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作者 马文生 顾春伟 《动力工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期863-867,共5页
对某多级轴流压气机的其中两级的内部流场进行了全三维的CFD数值模拟,模拟结果与设计的级间参数比较吻合。通过对0.5倍设计间隙、1倍设计间隙和2倍设计间隙3个不同间隙的模拟结果的比较,探讨了间隙的大小对多级压气机总体性能的影响;通... 对某多级轴流压气机的其中两级的内部流场进行了全三维的CFD数值模拟,模拟结果与设计的级间参数比较吻合。通过对0.5倍设计间隙、1倍设计间隙和2倍设计间隙3个不同间隙的模拟结果的比较,探讨了间隙的大小对多级压气机总体性能的影响;通过内部流场的详细分析,揭示了间隙泄漏损失的特征。 展开更多
关键词 能源与动力工程 轴流压气机 叶顶间隙泄漏 数值模拟 损失特征
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大小叶片轴流压气机转子流动特性分析 被引量:19
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作者 严明 陈懋章 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期280-282,共3页
采用全三维粘性数值模拟手段 ,通过与按常规设计转子对比的方法 ,分析研究了大小叶片轴流压气机转子流动特性。分析结果表明 :大小叶片转子流场在叶根亚声速区的流通能力增强、在叶尖跨声速区可以产生更加有利的激波体系 ;小叶片可以有... 采用全三维粘性数值模拟手段 ,通过与按常规设计转子对比的方法 ,分析研究了大小叶片轴流压气机转子流动特性。分析结果表明 :大小叶片转子流场在叶根亚声速区的流通能力增强、在叶尖跨声速区可以产生更加有利的激波体系 ;小叶片可以有效地控制叶栅槽道中气流扩散 ;在较高负荷和相同喘振裕度的条件下 ,大小叶片转子可以比按常规设计的转子在更高的压比。 展开更多
关键词 叶片 轴流压气机 转子 流动特性 数值计算 纳维尔-斯托克斯方程
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关于轴流压气机的非定常两代流型 被引量:15
6
作者 周盛 侯安平 +2 位作者 弓志强 陆亚钧 葛劲东 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期1-7,共7页
针对作者提出的轴流压气机非定常两代流型———非定常自然流型(UNFT)和非定常耦合流型(UCFT)———概念,本文进行了数值模拟和试验两个方面的验证。从数值模拟结果来看,实现非定常耦合流型后,对应非定常流场的时空结构将由无序状态向... 针对作者提出的轴流压气机非定常两代流型———非定常自然流型(UNFT)和非定常耦合流型(UCFT)———概念,本文进行了数值模拟和试验两个方面的验证。从数值模拟结果来看,实现非定常耦合流型后,对应非定常流场的时空结构将由无序状态向有序状态转化,流场的时均性能也能得到较大提高。环形叶栅声激励和PIV测量的实验结果亦证实了这一结论。 展开更多
关键词 流型 非定常分离流 非定常自然流型 非定常耦合流型 轴流压气机
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轴向斜缝机匣处理与转子通道之间耦合流动分析 被引量:16
7
作者 卢新根 楚武利 +1 位作者 朱俊强 吴艳辉 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期226-228,共3页
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... 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。 展开更多
关键词 轴流压气机 机匣处理 间隙泄漏流 非定常干涉
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“凹槽导流片式”机匣处理的结构尺寸优化研究 被引量:13
8
作者 杜辉 朱俊强 +1 位作者 楚武利 刘志伟 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期70-74,共5页
针对一种可提高压气机裕度而又不牺牲效率的新型处理机匣,进行了较为系统的几何尺寸优化研究。借助单级轴流压气机实验台,详细地研究了轴向叠合量、容腔尺寸及内置导流片数目对压气机性能的影响,归纳出若干该型处理机匣的设计准则,... 针对一种可提高压气机裕度而又不牺牲效率的新型处理机匣,进行了较为系统的几何尺寸优化研究。借助单级轴流压气机实验台,详细地研究了轴向叠合量、容腔尺寸及内置导流片数目对压气机性能的影响,归纳出若干该型处理机匣的设计准则,具有工程实用价值。 展开更多
关键词 机匣处理 最佳结构设计 流动性能 压气机 航空
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轴向间隙引气对双级轴流式压气机性能及流场影响的数值研究 被引量:17
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作者 张皓光 楚武利 +1 位作者 吴艳辉 张夏 《流体机械》 CSCD 北大核心 2006年第7期24-27,共4页
采用数值模拟的方法,研究了引气对某双级轴流压气机气动性能的影响。数值计算所获得实壁机匣总性能与试验结果符合良好,结果表明,在靠近第二级转子前缘处的机匣引气能够有效地提高压气机的失速裕度的同时,对压气机的压比和效率影响较小... 采用数值模拟的方法,研究了引气对某双级轴流压气机气动性能的影响。数值计算所获得实壁机匣总性能与试验结果符合良好,结果表明,在靠近第二级转子前缘处的机匣引气能够有效地提高压气机的失速裕度的同时,对压气机的压比和效率影响较小,分析了引气对压气机顶部区域流场结构的影响。 展开更多
关键词 轴流压气机 数值模拟 流场 引气
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跨音速压气机间隙流与处理机匣相互作用分析 被引量:15
10
作者 卢新根 楚武利 张燕峰 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1357-1360,1364,共5页
基于对压气机转子顶部间隙泄漏流的深刻认识,针对某跨音速轴流压气机转子,设计了一种新型的处理机匣结构,并对带处理机匣的压气机转子内部流动进行了全三维非定常数值模拟,数值计算所获得的总性能(实壁)与试验结果符合较好.该种新型处... 基于对压气机转子顶部间隙泄漏流的深刻认识,针对某跨音速轴流压气机转子,设计了一种新型的处理机匣结构,并对带处理机匣的压气机转子内部流动进行了全三维非定常数值模拟,数值计算所获得的总性能(实壁)与试验结果符合较好.该种新型处理机匣结构的引入能在不降低压气机设计点效率的前提下有效地提高压气机的失速裕度.对处理机匣与顶部间隙泄漏流之间的相互作用机制进行了详细分析.结果表明:处理机匣结构能抑制间隙泄漏涡破裂现象的发生,并将间隙泄漏涡破裂后导致的阻塞区抽吸进入处理槽,从而有效地提高了跨音速压气机的失速裕度. 展开更多
关键词 轴流压气机 跨音速 顶部泄漏流 处理机匣
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对转压气机转差特性试验与数值模拟 被引量:15
11
作者 刘波 侯为民 +1 位作者 陈云永 赵旭民 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期403-408,共6页
为了探索对转压气机流场特性,在前后级转子等转速压比和效率特性试验基础上,在一个两级对转轴流压气机试验台上进行了前后级转子不同转差下的特性实验,并对试验工况进行了数值模拟,辅助分析了转差对压气机特性及流场的影响,数值模拟与... 为了探索对转压气机流场特性,在前后级转子等转速压比和效率特性试验基础上,在一个两级对转轴流压气机试验台上进行了前后级转子不同转差下的特性实验,并对试验工况进行了数值模拟,辅助分析了转差对压气机特性及流场的影响,数值模拟与实验结果符合较好.结果表明,转差变化引起压气机性能与流场结构发生显著变化,是影响压气机性能的主要因素之一. 展开更多
关键词 对转技术 轴流压气机 转差 数值计算
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轴流式压缩机叶片固有频率及动应力分析 被引量:15
12
作者 李德信 陈江辉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期138-142,共5页
以某轴流式压缩机的一级动叶片为研究对象,建立叶片的三维有限元模型,研究轴流式压缩机叶片的频率特性。从理论方面分析了影响频率的旋转软化和应力刚化效应,分析了旋转软化和应力刚化效应对叶片固有频率的影响。应用完全法瞬态分析,计... 以某轴流式压缩机的一级动叶片为研究对象,建立叶片的三维有限元模型,研究轴流式压缩机叶片的频率特性。从理论方面分析了影响频率的旋转软化和应力刚化效应,分析了旋转软化和应力刚化效应对叶片固有频率的影响。应用完全法瞬态分析,计算了叶片的动应力,分析结果为叶片的调频和振动特性的改善提供了依据。 展开更多
关键词 轴流压缩机 叶片 固有频率 动应力 有限元分析
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进口畸变条件下轴流压气机转子内流的PIV研究 被引量:12
13
作者 李茂义 陆亚钧 +1 位作者 弓志强 袁巍 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期461-466,共6页
用50%堵塞比的插板畸变屏模拟低速轴流压气机进口流场畸变,用P IV(粒子图像速度场仪,ParticleIm age V e loc im etry)技术测量均匀和畸变进气条件下压气机转子叶片通道内的流场结构。实验表明,进气畸变条件下压气机流场在转子叶片通道... 用50%堵塞比的插板畸变屏模拟低速轴流压气机进口流场畸变,用P IV(粒子图像速度场仪,ParticleIm age V e loc im etry)技术测量均匀和畸变进气条件下压气机转子叶片通道内的流场结构。实验表明,进气畸变条件下压气机流场在转子叶片通道内不同的周向位置会产生四种不同的流动结构状态,同时,进气畸变大大增加了漩涡扰动、流动亏损和转子叶排气流分离的强度,这样必然会对压气机的性能产生很大的影响。实验也验证了经典平行压气机理论的缺陷。 展开更多
关键词 航空 航天推进系统 进气畸变 轴流压气机 转子叶片通道 PIV技术 流场结构
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轴流压气机超音叶片叶型几何设计方法的研究 被引量:9
14
作者 肖敏 刘波 仲永兴 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期237-240,共4页
本文研究了 3种超音压气机叶型中弧线几何设计方法 ,讨论了控制叶型前缘进口区曲率的参数及其变化关系 ;进行了叶栅设计和流场数值计算分析 ,结果表明 :设计叶型表面马赫数分布理想 ,激波结构合理 ,但以指数中弧线法最佳。
关键词 轴流压气机 叶片 叶型 几何设计
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梯状间隙结构对轴流压气机影响的试验与数值模拟 被引量:9
15
作者 卢新根 楚武利 +1 位作者 朱俊强 王如根 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期234-236,共3页
采用试验和数值模拟的方法研究了梯状间隙结构对轴流压气机转子性能以及内部流动的影响,在某单级轴流压气机试验台上,在5059r/min和8130r/min两个换算转速下分别对三种不同的机匣结构进行了详细的试验测试,结果表明:与具有设计间隙的... 采用试验和数值模拟的方法研究了梯状间隙结构对轴流压气机转子性能以及内部流动的影响,在某单级轴流压气机试验台上,在5059r/min和8130r/min两个换算转速下分别对三种不同的机匣结构进行了详细的试验测试,结果表明:与具有设计间隙的实壁机匣结构相比,两个转速下梯状间隙结构的引入能够在扩大压气机的稳定工作裕度的同时使得压气机所有流量工况下的压比和效率均有一定程度的改善;对具有梯状间隙的压气机转子内部流场进行了详细的数值模拟,揭示阶梯状间隙结构内部流动机理。 展开更多
关键词 轴流压气机 梯状间隙 机匣处理
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多级轴流压气机喘振边界预估的一种新方法 被引量:9
16
作者 吴虎 廉小纯 崔建勇 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第2期75-77,共3页
基于多级轴流压气机的逐级特性,建立了一种预估多级轴流压气机在均匀进气和周向压力畸变进气条件下的喘振边界的新方法,基于动态压缩系统模型,对8级轴流压气机喘振边界进行了数值预测。结果表明,新方法不仅能较准确地预估多级轴流... 基于多级轴流压气机的逐级特性,建立了一种预估多级轴流压气机在均匀进气和周向压力畸变进气条件下的喘振边界的新方法,基于动态压缩系统模型,对8级轴流压气机喘振边界进行了数值预测。结果表明,新方法不仅能较准确地预估多级轴流压气机的喘振边界,而且还能同时给出不稳定临界级。通过数值结果与实验结果的比较,表明了新方法的有效性。 展开更多
关键词 轴流式压气机 喘振 气动稳定性 航空
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轴流压气机叶尖片削全工况特性分析 被引量:12
17
作者 邵卫卫 季路成 黄伟光 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期367-373,共7页
以ROTOR37转子为例,采用数值模拟方法对叶尖压力面片削深度(沿叶片切向)及高度(沿叶片展高方向)进行参数化研究.计算得到60%,80%,90%及100%设计转速工况下的全工况特性曲线,并对100%设计转速工况作了详细的内部流场分析... 以ROTOR37转子为例,采用数值模拟方法对叶尖压力面片削深度(沿叶片切向)及高度(沿叶片展高方向)进行参数化研究.计算得到60%,80%,90%及100%设计转速工况下的全工况特性曲线,并对100%设计转速工况作了详细的内部流场分析.包括原型在内10种模型计算结果表明:在0~50%片削深度和82%~100%展高内片削使ROTOR37转子堵塞流量、总压比、绝热效率略有提高,失速裕度略有下降,但影响并不十分显著. 展开更多
关键词 航空 、航天推进系统 轴流压气机 叶尖片削 全工况 气动性能 数值模拟
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CAD/CAE在轴流压缩机机壳铸改焊结构设计中的应用 被引量:12
18
作者 田梦远 张建勋 丁如义 《风机技术》 2012年第5期49-53,共5页
本文介绍了基于CAD/CAE的机壳铸改焊结构设计整体思路,并以某型号轴流压缩机为例,阐述了应用Pro/E、ANSYS Workbench及Auto CAD软件,完成机壳铸改焊三维结构设计、力学分析、优化及工程图绘制等一系列工作的过程和方法。结果表明:综合... 本文介绍了基于CAD/CAE的机壳铸改焊结构设计整体思路,并以某型号轴流压缩机为例,阐述了应用Pro/E、ANSYS Workbench及Auto CAD软件,完成机壳铸改焊三维结构设计、力学分析、优化及工程图绘制等一系列工作的过程和方法。结果表明:综合利用各软件的优势,可减小结构设计工作量,提高设计效率和设计质量。 展开更多
关键词 轴流压缩机 机壳铸改焊 PRO E建模 结构分析 优化设计 图形转换
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轴流压气机等离子体流动控制 被引量:11
19
作者 吴云 张海灯 +1 位作者 于贤君 李应红 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1396-1414,共19页
作者在国际上较早开展了轴流压气机等离子体流动控制研究工作,经过近十年的研究积累,对轴流压气机等离子体流动控制建立了较为深刻的认识。本文首先简要展示了轴流压气机等离子体流动控制的部分研究进展:以压气机叶栅为研究对象,分析了... 作者在国际上较早开展了轴流压气机等离子体流动控制研究工作,经过近十年的研究积累,对轴流压气机等离子体流动控制建立了较为深刻的认识。本文首先简要展示了轴流压气机等离子体流动控制的部分研究进展:以压气机叶栅为研究对象,分析了等离子体激励对叶顶泄漏流抑制的规律和机制;通过数值仿真和实验,研究了等离子体激励对高负荷轴流压气机失速的流动控制规律和机制;以高速压气机叶栅为研究对象,探索了吸力面和端壁等离子体激励对高速压气机三维角区分离的流动控制规律;然后介绍了等离子体激励式压气机的概念;最后给出了对未来研究工作的展望。 展开更多
关键词 轴流压气机 等离子体流动控制 泄漏流 失速 三维角区分离 等离子体激励式压气机
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轴流压气机角区分离的研究进展 被引量:11
20
作者 吴艳辉 王博 +1 位作者 付裕 刘军 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期102-123,共22页
角区分离是一种常发生于轴流压气机"吸力面-端壁"角区的三维分离现象,该现象以及随之产生的流场堵塞和流场损失会对压气机的稳定工作和效率造成不良影响,严重时会发展为"角区失速"。随着现代轴流压气机单级负荷的提... 角区分离是一种常发生于轴流压气机"吸力面-端壁"角区的三维分离现象,该现象以及随之产生的流场堵塞和流场损失会对压气机的稳定工作和效率造成不良影响,严重时会发展为"角区失速"。随着现代轴流压气机单级负荷的提升,角区分离所产生的负面影响日益突出,严重阻碍了高负荷压气机的发展,各种主动、被动流动控制方法也因此被广泛应用于角区分离的流动控制。首先,从角区分离对轴流压气机性能的影响、角区分离的流场特征和角区失速的判别准则3个方面对轴流压气机角区分离的流动机理研究进行了回顾,详细讨论了角区分离的影响因素、角区分离的流动拓扑分析以及角区失速的定义与判别方法。其次,对三维叶片设计、翼刀与凹槽、旋涡发生器、非轴对称端壁造型、射流式旋涡发生器、等离子体气动激励以及附面层抽吸与附面层射流7类流动控制方法的研究进展进行了回顾,重点探讨了这些流动控制方法在抑制角区分离方面的应用,并给出了这些流动控制方法的对角区分离的作用机制。最后,对角区分离领域的研究现状进行了简要地总结,指出了现有角区分离的机理研究和流动控制研究所存在的不足,并对该领域未来的发展进行了展望。 展开更多
关键词 轴流压气机 角区分离 角区失速 流场特征 流动控制
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