非均匀转子叶顶间隙改型对单级压气机流场结构的影响

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作者 于瀚科 张国臣 +1 位作者 孙丹 徐志晖 《沈阳航空航天大学学报》 2025年第1期45-56,共12页

为减弱转子叶顶间隙处的流动损失,以NASA Stage 35为研究对象,优化转子叶顶间隙形状。通过数值模拟研究不同转子叶顶间隙形状对单级压气机性能和流场结构的影响机理。结果表明,叶顶间隙值减小后,稳定裕度有较大提升,平行式小间隙、凹型... 为减弱转子叶顶间隙处的流动损失,以NASA Stage 35为研究对象,优化转子叶顶间隙形状。通过数值模拟研究不同转子叶顶间隙形状对单级压气机性能和流场结构的影响机理。结果表明,叶顶间隙值减小后,稳定裕度有较大提升,平行式小间隙、凹型间隙和凸型间隙分别增加2.21%、2.30%和2.54%,峰值效率几乎不变。改型后总压比提升,转子前缘区域的高熵增区面积减小。削弱激波与叶尖泄漏流相互作用程度,抑制前缘溢流现象,降低转子通道内高涡量区,减弱转子通道堵塞现象,静子通道内总压损失系数降低。改型后转子失速机制发生变化,转子失速可能是由转子压力面附近涡波破碎、吸力面较大的附面层分离及径向潜流在机匣角区聚集造成的。 展开更多

关键词 间隙改型 叶尖泄漏流 激波 前缘溢流 单级压气机 叶顶间隙

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凸肩对单级压气机性能的影响 被引量：1

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作者 段连丰 董宝常 王兆龙 《工程热物理学报》 EI CAS 1982年第2期123-130,共8页

为研究防振凸肩对压气机性能的影响,进行了转子带凸肩与不带凸肩的单级压气机性能试验。试验结果表明,凸肩对压气机气动性能的影响不局限于凸肩附近区域,它几乎影响到整个叶片通道高。分析认为,气流在压气机内的流动状态与流量连续方程... 为研究防振凸肩对压气机性能的影响,进行了转子带凸肩与不带凸肩的单级压气机性能试验。试验结果表明,凸肩对压气机气动性能的影响不局限于凸肩附近区域,它几乎影响到整个叶片通道高。分析认为,气流在压气机内的流动状态与流量连续方程和径向平衡方程有关。局部凸肩的干扰,除引起气流重新径向平衡外,还带来凸肩区附近粘性损失增加和阻止转子尖部因离心力引起的弹性变形等影响。这必然使凸肩的影响扩展到全叶高。设计带凸肩转子时,应在凸肩所在处考虑局部堵塞和损失的影响,这样才能比较客观地反映防振凸肩对改变压气机内流场分布的作用。 展开更多

关键词 转子出口 性能试验 径向分布 单级压气机 凸肩

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单级跨声速压气机旋转失速模拟方法 被引量：1

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作者 王子维 刘东健 陈逖 《气体物理》 2021年第1期30-37,共8页

为了研究多排跨声轴流压气机旋转失速先兆的表现形式与失速演化规律,基于自主研发的CFD软件ASPAC,通过发展动态重叠网格技术,流量出口边界条件以及节流阀边界条件,对单级跨声速压气机NASA Stage 35由近失速状态到完全失速状态的过程进... 为了研究多排跨声轴流压气机旋转失速先兆的表现形式与失速演化规律,基于自主研发的CFD软件ASPAC,通过发展动态重叠网格技术,流量出口边界条件以及节流阀边界条件,对单级跨声速压气机NASA Stage 35由近失速状态到完全失速状态的过程进行了模拟.结果表明,发展的数值模拟方法能准确地模拟多排压气机的旋转失速发展过程;均匀进气条件下,随着NASA Stage 35向失速状态逼近,某些动叶压力面前缘出现了叶顶间隙流溢流现象,促使压气机进入旋转失速状态;在失速先兆阶段,周向非均匀流动开始出现并沿压气机周向传播;当完全失速时,失速团充分发展并连续地沿周向旋转,结构几乎不随时间变化. 展开更多

关键词 单级压气机 旋转失速 失速先兆 失速演化 全环非定常模拟

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单级大小叶片轴流压气机流动分析 被引量：15

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作者 张永新 邹正平 +1 位作者 严明 陈懋章 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期89-93,共5页

采用三维数值模拟手段,对低速大小叶片轴流压气机内的流动进行了分析。结果表明压气机内存在强烈的非定常流动;小叶片将大叶片通道分成的两个通道具有不同的流量和负荷,通道之间的负荷分配对于流动的非定常性会产生较大影响;小叶片的存... 采用三维数值模拟手段,对低速大小叶片轴流压气机内的流动进行了分析。结果表明压气机内存在强烈的非定常流动;小叶片将大叶片通道分成的两个通道具有不同的流量和负荷,通道之间的负荷分配对于流动的非定常性会产生较大影响;小叶片的存在重新建立了大叶片通道内的压力平衡,起到了控制大叶片表面的流动和压力分布的效果。 展开更多

关键词 单级大小叶片轴流压气机 三维数值模拟 流动分析 非定常流动 压力平衡 压力分布

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单级轴流大小叶片压气机非定常流场数值研究 被引量：5

5

作者 李海鹏 刘火星 蒋浩康 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1053-1058,共6页

通过数值模拟方法对单级轴流大小叶片压气机与常规叶栅压气机的非定常压力场进行分析与对比,结果表明:由于小叶片的分隔效应,使得转子通道的非定常压力和单叶片非定常负荷脉动大大增强,并促进了压力波向上游的传播;但转、静子单元的整... 通过数值模拟方法对单级轴流大小叶片压气机与常规叶栅压气机的非定常压力场进行分析与对比,结果表明:由于小叶片的分隔效应,使得转子通道的非定常压力和单叶片非定常负荷脉动大大增强,并促进了压力波向上游的传播;但转、静子单元的整体扭矩和轴向力脉动降低;绝对坐标系下转子入口处的压力波动是转子势扰动、动静干扰产生的压力波和此波在周向的不均匀性的综合作用,不同的入口周向位置,压力波的幅值相位存在较大差别,小叶片的存在强化了这种差别。 展开更多

关键词 航空 航天推进系统 大小叶 单级轴流压气机 三维非定常 压力波动

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单级轴流压气机数值仿真研究 被引量：1

6

作者 刘月玲 乔渭阳 秦淋 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2011年第1期55-58,共4页

压气机作为发动机推进系统的关键部件,部件的性能对发动机多项性能指标有决定性的影响。为了提高发动机的稳定性,需要对压气机数值模型进行研究。采用计算流体力学方法,空间离散格式采用二阶精度的高精度数值格式来求解雷诺平均的N-S方... 压气机作为发动机推进系统的关键部件,部件的性能对发动机多项性能指标有决定性的影响。为了提高发动机的稳定性,需要对压气机数值模型进行研究。采用计算流体力学方法,空间离散格式采用二阶精度的高精度数值格式来求解雷诺平均的N-S方程。通过数值仿真数据和公布的通用压气机实验数据对比,在压气机数值计算中得到与实验一致的结果,并分析了湍流模型和动静叶交接面对压气机总性能数值计算的影响。结果表明,选择适当的模型可以使数值仿真更接近实验结果,对工程应用有一定的指导作用。 展开更多

关键词 单级轴流压气机 湍流模型 动静叶交界面

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负荷系数0.5的高负荷单级轴流压气机设计及试验研究 被引量：1

7

作者 刘太秋 赵月振 +3 位作者 王咏梅 张志博 刘德龙 江建玲 《航空发动机》 北大核心 2022年第5期1-39,共39页

为探索高负荷多级压气机的设计方法,开展了负荷系数0.5的进口级设计及试验研究。该进口级设计流量35.3 kg/s,压比2.07,叶尖切线速度388 m/s。设计中采用了反预旋、高反力度的设计思路,转子进口相对速度全叶高超音。转静子均采用小展弦... 为探索高负荷多级压气机的设计方法,开展了负荷系数0.5的进口级设计及试验研究。该进口级设计流量35.3 kg/s,压比2.07,叶尖切线速度388 m/s。设计中采用了反预旋、高反力度的设计思路,转子进口相对速度全叶高超音。转静子均采用小展弦比设计,其中转子展弦比0.68,静子展弦比1.1。该压气机在中国航发沈阳发动机研究所A219试验器上完成试验,录取了1.0和0.95相对换算转速特性。试验结果表明:在1.0设计转速,工作点换算流量36.37 kg/s,压比2.121,效率0.894,喘振裕度8%,验证了高反力度、高负荷多级压气机进口级设计方法。给出了流路、转静子叶型几何坐标等气动设计数据,同时也给出了试验数据,这些数据可用于仿真软件的校核,对提高仿真软件预测精度具有重要意义。 展开更多

关键词 高负荷 进口超音 单级轴流压气机 多级压气机 试验 航空发动机

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跨声轴流压气机弯曲静叶出口三维流场测量 被引量：1

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作者 万钎君 向宏辉 +2 位作者 张军 王统林 钟明 《燃气涡轮试验与研究》 北大核心 2017年第4期23-27,33,共6页

利用小型五孔探针测量了不同工况下单级跨声轴流压气机弯曲静叶出口三维流场。结果表明,静子出口有明显的尾迹特性,其对后排叶片的影响不容忽视。静叶角度调节对静子叶片出口气流角及尾迹形状有较大的影响。弯曲叶片对端壁角区低能流体... 利用小型五孔探针测量了不同工况下单级跨声轴流压气机弯曲静叶出口三维流场。结果表明,静子出口有明显的尾迹特性,其对后排叶片的影响不容忽视。静叶角度调节对静子叶片出口气流角及尾迹形状有较大的影响。弯曲叶片对端壁角区低能流体具有径向迁徙作用,有利于提高压气机扩压能力。叶尖、叶根及静叶吸力面侧尾迹区,是高阻滞、高损失、高涡量区。径向速度在叶根及叶尖呈现较大的周向不均匀度,切向速度、轴向速度在叶根也存在较大的周向不均匀度。 展开更多

关键词 小型五孔探针 单级跨声轴流压气机 三维流场测量 弯曲静叶 静叶出口 二次流

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单级轴流压气机失速起始的数值模拟 被引量：4

9

作者 吴艳辉 王晓 +1 位作者 稂仿玉 吴俊峰 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期125-132,共8页

基于某亚声单级轴流压气机试验台孤立转子环境下预失速行为的研究成果,进一步数值研究了该试验台单级环境下的失速起始过程.数值探针的监测结果表明,失速起始过程中单级轴流压气机的流动失稳始于转子叶尖部位,这与前期针对该试验台流动... 基于某亚声单级轴流压气机试验台孤立转子环境下预失速行为的研究成果,进一步数值研究了该试验台单级环境下的失速起始过程.数值探针的监测结果表明,失速起始过程中单级轴流压气机的流动失稳始于转子叶尖部位,这与前期针对该试验台流动失稳的测量结果是一致的.对数值模拟的瞬态流场进行分析表明,先兆波的型式已从孤立转子环境下的"突尖"型转变为单级环境下的"多个小失速团"型,说明静叶的存在改变了近叶尖载荷的周向分布规律.然而,"叶尖二次涡"的形成与运动依然是"多个小失速团"型先兆波浮现的流体动力学机理. 展开更多

关键词 单级压气机 数值模拟 失速起始 先兆波 叶尖二次涡

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单级低速模拟轴流压气机实验台改进设计 被引量：6

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作者 刘宝杰 张帅 +2 位作者 于贤君 安广丰 付丹阳 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1665-1675,共11页

为了使单级低速台能够更好地模拟高压压气机后面级流动,采用导叶+静子+转子+静子+导叶的五排叶片布局,适当提高轮毂比,以及采用3D打印树脂叶片,对常规三排叶片单级低速模拟大尺寸轴流压气机实验台进行了改进设计研究,并与四级重复级低... 为了使单级低速台能够更好地模拟高压压气机后面级流动,采用导叶+静子+转子+静子+导叶的五排叶片布局,适当提高轮毂比,以及采用3D打印树脂叶片,对常规三排叶片单级低速模拟大尺寸轴流压气机实验台进行了改进设计研究,并与四级重复级低速大尺寸压气机实验台的第三级结果进行了对比。结果表明:改型设计的单级低速大尺寸压气机的设计点效率达到了89.1%,流量裕度达到了32.9%,与四级重复级实验结果基本一致,而且实现了基本相似的级间参数分布,比传统单级实验台更接近高压压气机后面级的典型流动,从而可以利用该实验台成本低和周期短的优势,开展更多更深入的关于高压压气机后面级流动机理和设计方法的实验研究。 展开更多

关键词 低速模拟 单级压气机 流场测量 多级环境 三维打印

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单级跨音压气机第1级可调静子在退喘过程中的气动力矩分析 被引量：2

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作者 刘德龙 郭海宁 +1 位作者 尹海宝 孟德君 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第24期69-82,共14页

某单级跨音压气机在设计转速退喘过程中,第1级可调静子叶片(VSV)瞬间关闭且不受作动筒控制,从监控摄像头看到指示第1级可调静子角度状态的指针已经超出表盘关角度极限。紧接着第1级转子振幅增大,为退出该危险状态紧急降低压气机转速直... 某单级跨音压气机在设计转速退喘过程中,第1级可调静子叶片(VSV)瞬间关闭且不受作动筒控制,从监控摄像头看到指示第1级可调静子角度状态的指针已经超出表盘关角度极限。紧接着第1级转子振幅增大,为退出该危险状态紧急降低压气机转速直至停车。为找出第1级可调静子异常关闭的原因,对其受到的气动力矩进行了分析。首先采用定常三维计算确定了第1级可调静子受到的气动力矩在压气机特性图上的分布,指出了气动力矩大的高风险三角区。其次通过三维非定常计算模拟了节气门快速打开后压气机流场以及气动力矩随时间的变化,揭示了可调静子异常关闭的原因。最后介绍了可避免这一危险情况的预防措施,这些措施在后续的单级压气机试验中被证明是有效的。 展开更多

关键词 单级压气机 跨音 可调静子叶片 异常关闭 气动力矩 压气机试验

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