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基于计算流体力学的总静压复合探针设计及试验分析研究

2022-11-04李宏宇刘绪鹏张灿程昊隋洪伟

科学技术与工程 2022年28期

李宏宇, 刘绪鹏, 张灿, 程昊, 隋洪伟

(中国航发沈阳发动机研究所, 沈阳 110015)

航空发动机及燃气轮机内流场总静压是用于计算整机和部件性能的重要参数。复杂的发动机内流场环境以及结构尺寸限制,对测试探针提出了高精度、高可靠性、小尺寸以及多径向测点等现实要求,但在诸多限制条件下设计出一种合格的总静压探针具有较大的难度,特别是静压的测试精度和小尺寸结构对设计的要求比较高。

目前,中外学者对总静压测试探针做了大量的理论和试验研究。刘绪鹏等[1]通过计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真计算和风洞试验对一种皮托管式静压探针气动性能进行了对比研究,给出了较好的静压测试孔开孔方案;祖孝勇等[2]针对大型结冰风洞试验,设计了一种具有防除冰功能的皮托管,通过结构设计和CFD仿真分析确定了较优的测压孔开孔方案,并成功应用于结冰风洞的特殊环境;孙志强等[3-4]对检测杆、安装角以及开孔位置对总静压测量误差的影响进行了CFD仿真分析和试验研究;杨欢等[5]通过CFD仿真分析手段对比分析了锥形及球型感压探头对流场的影响,并分析了不同感压探头偏转角度对测试精度的影响,确定了最优的偏转角度;刘笃喜等[6-7]通过CFD仿真和低速风洞试验研究了静压管长度、静压孔直径尺寸对测试精度的影响;张灿等[8]设计了一种总静压复合探针,给出了具体的总静压测量管的排布方式和静压孔开孔位置及尺寸,并应用于航空发动机内流场测试;……

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