机匣周向槽抽吸对跨声速压气机转子气动性能影响研究
现代高性能飞行器对压气机级压比和效率提出了更高的要求，在传统压气机基础上改进的新型叶型逐渐成为学者们研究的重点。超、跨声速压气机的出现使压气机增压能力有了质的飞越。但与传统的亚声速压气机相比，超、跨声速压气机中激波的存在使其内部流动更加复杂，存在着极大的不稳定性。跨声速压气机转子内激波、间隙泄漏涡、径向分离涡等复杂的流动结构相互作用，在流动环境恶化时诱使压气机发生失速，因此探究控制跨声速压气机泄漏流动及激波结构的方法具有重要意义。 本文以某改型跨声速压气机转子为研究对象，着重研究了机匣周向抽吸槽改善跨声速压气机转子流动状态及提升其气动性能的机理。在采用实验数据完善的ROTOR37验证CFD方法的准确性及可行性后，探究机匣槽、真空集气腔、组合槽对跨声速压气机气动性能的影响。首先，探究单机匣周向槽影响跨声速压气机转子气动性能的机理，对比总性能、拟S3流面马赫数云图及型面载荷等参数，发现单机匣处理可以抽离部分泄漏流，控制激波强度，改善跨声速压气机转子内部流动状态。其次，在各抽吸槽外部加入了真空腔体使数值模拟过程更加接近工程实际结果。通过对比改型及原型跨声速压气机转子效率、压比、马赫数等气动参数，发现带腔体时，改型抽吸流量为原型近失速工况下主流流量的2％时依然能达到合理的计算结果且计算结果表明该方案对跨声速压气机气动性能改善效果明显，这说明带腔体机匣周向抽吸槽槽内流动更加顺畅，抽吸效果更好。最终，在加入真空腔体后进行了双槽组合抽吸的探究。对比三种组合方案在两种不同抽吸流量下的抽吸效果，发现组合抽吸在抽吸流量较低时抽吸效果不如单抽吸槽的抽吸效果，但当抽吸流量足够大时气动性能的改善比单抽吸槽更好。
航空发动机;压气机转子;间隙泄漏流;气体动力学
大连海事大学
硕士
动力机械及工程
陆华伟
2017
中文
V235.113;V231.3
93
2017-07-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）