摘要：为研究吸力面展向凹槽在不同雷诺数下对叶栅损失特性的影响,以高负荷扩压叶栅为研究对象,基于数值模拟方法深入分析了不同凹槽方案对叶栅损失的控制效果。研究结果表明:在雷诺数为5.5×10^(5)条件下,展向凹槽使吸力面湍动能增加,转捩提前,同时凹槽的扰动会造成较大的湍流边界层损失,使得总体损失增大,但合理的凹槽设计仍可有效改善-9°冲角条件下的流动损失;在雷诺数为1.35×10^(5)和4×10^(4)条件下,展向凹槽改善了叶型前缘载荷分布,抑制了层流分离泡的发展,在设计冲角条件可使总压损失最大减小8.45%。随着雷诺数降低,展向凹槽组位置越靠近叶型前缘,在-9°~+6°冲角内,其减损效果越好。但在设计冲角条件下,3-4-5-6凹槽组的作用效果在3种雷诺数下均是最优的。

摘要：动力系统的进气畸变问题导致风扇性能下降、引发气动不稳定,从而对飞行器的安全构成潜在威胁,在军、民航空领域已受到广泛关注。为确保进气畸变条件下推进系统的可靠运行和飞行安全,本研究基于数值方法对某小涵道比涡扇发动机开展抗畸变风扇设计及扩稳研究。针对其畸变影响特征,采用非轴对称静子(NAS)布局来消除其不利影响,研究表明:NAS能够有效改善进气畸变条件下的风扇性能。相较于原型,在同流量工况下,绝热效率和总压比可分别增加1.37%和1.26%,稳定裕度可增加8.31%,实现了该NAS风扇的性能提升及扩稳目的;NAS设计直接作用于畸变区,有效改善了畸变区内的静叶冲角,抑制了静叶通道涡系结构的发展和迁移,较大程度减小静叶的扩压因子,从而有效消除了静叶的角区分离,使得静叶冲角周向分布相对均匀,有效改善风扇静叶内部流场,整体提高风扇的气动性能。此外,NAS设计还具有改善风扇后部内涵流场的潜力,使内涵出口的不均匀流场朝着周向均匀化方向发展,并且在有效减弱动态总压畸变强度、改善流场均匀性的同时,还兼具改善总温畸变的能力。

摘要：为揭示交替静叶布局控制角区分离的流动机理,提升压气机性能,实现压气机的扩稳,采用了数值模拟方法对某高负荷跨声速压气机展开交替静叶设计研究。通过改变静叶叶尖进口几何角,调整叶片的布局方式,得到一种改叶型弯角交替静叶,在此基础上结合叶片弦长进一步优化,得到另一种改弦长交替静叶。数值研究表明:改叶型弯角交替静叶布局压气机的稳定裕度相对原型提升了34.7%,改弦长交替静叶使改叶型弯角交替静叶的压气机稳定性进一步提高,但会造成压比和效率的小幅下降,即以损失部分性能的代价换取了压气机稳定性的提升,改弦长交替静叶压气机在前者基础上将稳定裕度进一步提升了9.7%。新型的静叶布局使得相邻流道的流场结构产生差异,在周向上形成上、下角区分离交替分布的格局,促进了相邻流道出口流体的汇聚。叶型弯角的改变使角区低能流体区引入了更多高能流体,抑制了低能流体在角区堆积,提升了静叶的扩压能力。而弦长改变的同时增加了叶片前掠,阻隔了部分气流,实现了气流的重新分配,一定程度上平衡了两侧气流流量的不均匀性,从而改善了该压气机的气动稳定性。