陈庆光,邹璐瑶,李哲,孙鲁杰,付琪琪

(山东科技大学 机械电子工程学院,山东青岛 266590)

20世纪中后期以来,旋转失速现象一直是叶轮机械(如风机、压气机等)研究领域的热点问题,由于数值模拟技术的限制,早期失速现象的研究主要集中在实验方面[1]。随着计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)的飞速发展,许多先进的算法、模拟技术与科学的实验相结合,已能够对旋转失速现象给出更为详尽的解释。

在众多关于失速现象的研究中,失速起始扰动与失速团的发展已成为两个核心的研究方面。Camp等[2]在实验基础上,对单级和多级压气机进行失速起始扰动类型的判别,提出了压气机失速先兆的判别模型,指出压气机失速先兆类别并非为固定的单一类型,也可能是“模态波型”与“突尖型”的组合类型;Gourdain等[3]对某轴流压气机进行了三维全周数值模拟,揭示了失速团的发展规律及其与叶片排的相互作用关系,并与实验数据吻合良好;Bianchi等[4]对一低速轴流风机进行模拟与试验分析,揭示了不同安装角下轴流风机失速起始扰动的类型及失速团的发展规律,同时阐明了叶顶间隙流动与失速先兆之间的关系;Day[5]总结了近75年来众多学者对旋转失速、喘振现象的研究成果,阐述了失速与喘振的联系、轴流压气机与离心压气机在旋转失速实现过程上的区别及难易程度、旋转失速现象在低速与高速压气机上的不同、失速安全裕度及喘振的主动与被动控制;Yamada等[6]利用分离涡模拟……