压气机叶栅中不同安装角肋式涡流发生器的数值研究
2019-05-13
节能技术 2019年2期
(上海交通大学 航空航天学院,上海 200240)
现代航空发动机朝着高推重比方向发展,对压气机的性能提出了更高的要求,高负荷成为发展的必然趋势,这也导致压气机叶栅内容易出现大尺度的流动分离,造成流动损失增加和效率降低,甚至引起喘振、失速等气动失稳现象。因此采用合理方式对压气机叶栅角区流动分离现象进行控制,对压气机性能的提高有着极大意义[1-3]。在诸多的流动控制技术中,几何构型简单的被动式涡流发生器具有易安装、便于操作及高可靠性等优点,在流动控制研究领域具有重要的地位[4-5]。
1947年,Taylor[6]首先提出了涡流发生器的概念,并将其分为主动式与被动式两大类。2002年,Chima[7]针对涡流发生器计算开发了一种体积力模型,简化了网格的复杂程度,并证明了利用涡流发生器进行流动控制的可行性。2012年,Pesteil等人[8]对安装于不同位置的涡流发生器方案进行了研究,分析了涡流发生器的正面与负面影响。2013年Herget[9]和2014年Diaa[10]等人针对压气机叶栅设计了多种几何形式的涡流发生器,结果表明合适的涡流发生器能有效减小流动损失,提升压气机性能。2015年郑覃[11]和2016年吴培根[12]等人采用不同构型的涡流发生器,分析了涡流发生器的引入对压气机叶栅角区涡系结构的影响,初步证明涡流发生器能够简化角区涡系结构、减缓压气机角区分离并降低流动损失。
如上所述,各学者针对多构型方案的涡流发生器在压气机中的流动控制效果进行了研究,证实了其在降低压气机流动损失与角区分离方面的效果。……
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