摘要：对压气机叶尖、叶根失速类型的判断有利于在设计中增加控制措施以扩大压气机稳定工作范围。压气机内部流动为复杂的非线性系统,利用非线性时间序列分析中的最大Lyapunov指数方法,分别对单级和1.5级低速轴流压气机稳定工作状态下不同叶高处的动态总压试验数据进行分析,发现最大Lyapunov指数较大的区域容易失速,得到了此压气机叶尖与叶根进入失速的先后顺序,与失速过程的动态总压信号利用低通滤波方法进行失速类型判断得到的结论相一致。

摘要：对包含凸台的可调静子模型进行简化,研究了不同凸台位置对端区流动的影响.通过实验测量与数值模拟对比可以发现:可调静子端区流动损失主要是由叶片气动负荷引起的泄漏及气流绕过凸台造成的掺混2个部分组成;通过合理优化设计,将凸台置于气动负荷高的叶片前缘并覆盖尽可能多的前缘间隙,能够有效降低损失,改善气动性能.

摘要：以跨声速单级轴流压气机为研究对象,通过改变转子外机匣椭圆度产生周向稳态非均匀叶尖间隙布局结构,在高转速压气机试验器上详细开展了周向非均匀叶尖间隙对压气机性能特性与稳定边界影响的试验研究。同时,结合转子叶尖间隙流场动态压力精细化测量,揭示了周向非均匀叶尖间隙触发压气机内部流动失稳的物理机制。试验结果表明:转子叶尖周向非均匀间隙对压气机流量、压比和效率基本没有产生影响,但对气动稳定性具有显著影响。随着转子机匣椭圆度增大,稳定工作边界逐渐向右下方偏移,压气机稳定工作范围不断减小;不同转速下,压气机稳定裕度损失程度并不相同,高转速工作区域的压气机稳定裕度损失程度要大于中低转速工作区域的;周向非均匀叶尖间隙会导致原有转子叶片气动负荷沿径向重新分布,弱化转子叶片尖部气动加功能力;设计转速时,相比于小间隙情况,大间隙下的泄漏涡与通道激波相互作用,使得相邻叶片压力面侧的高静压低速区域扩大,加重对转子通道的堵塞作用。

摘要：在涡轮稳态性能试验中,由于探针几何堵塞限制,进/出口测量截面上过少的测点以及近端壁流场信息缺失影响涡轮等熵效率的评估精度。本文基于涡轮出口截面近壁边界层与平板湍流边界层速度分布相似的假设,首先发展了涡轮近壁边界层总温、总压计算模型,然后利用PW E^3单级高压涡轮的数值计算结果,分析发现此近壁边界层模型能大幅改进涡轮测试效率的精度,轮毂近壁测点位于5%~10%叶高、机匣近壁测点位于90%~95%叶高时,近壁边界层模型修正的涡轮效率精度最高。测试截面位于涡轮出口3倍转子叶根轴向弦长下游时,在不同的涡轮工况下,涡轮的修正效率与CFD全流场计算效率的误差小于0.3%。利用此模型,进一步分析了探针周向、径向测点数对涡轮效率的影响,获得了高精度测试效率所需的最少周向测点数为5,最佳径向点数可取7~10。获得的试验数据后处理方法以及测试探针布局准则,能用于指导工程上涡轮性能试验方案设计以及试验数据后处理。

摘要：基于某高负荷轴流风扇高临界来流马赫数静叶改型设计的需求,对原型单列叶栅和改型串列叶栅开展性能对比试验研究,通过详细分析两型叶栅内部流场参数,量化评估了串列叶栅在高来流马赫数条件下的改进设计效果.结果表明:串列叶栅比单列叶栅在降低流动损失,提升增压能力方面具有显著优势.相比单列叶栅,设计状态下串列叶栅总压损失系数降低了19%,静压比提高了3.1%,基本缓解了单列叶栅原有设计状态的流动堵塞现象.串列叶栅前排叶片对后排叶片吸力面附面层发展会产生抑制作用,使得后排叶片具有较好的工作性能.

摘要：为探讨高湍流度格栅的几何设计方法,采用基于非结构网格的大涡模拟方法,以单平面格栅为研究对象,计算分析了不同格栅稠度、几何形状、来流雷诺数及表面粗糙度下,格栅后湍流度、各向同性特征沿流向的变化。结果表明,格栅稠度对各向同性湍流度基本无影响,稠度增加能增加格栅初始湍流度;存在优化的格栅形状、与格栅尺寸变化相关的来流雷诺数及格栅表面粗糙度,能改善湍流各向同性特征,进而提高格栅湍流度。

摘要：在国家卓越工程师计划及航空发动机和燃气轮机重大专项推动下,为满足我国航空发动机的发展需求,结合南京航空航天大学飞行器动力工程专业培养计划,开设“航空发动机总体设计”专业必修课。课程以不同飞行任务书为着眼点,通过分析关键任务段推力载荷和机翼载荷,获得不同飞行任务的解空间,并通过任务分析获得飞行器起飞重量及起飞推力等关键参数,用于指导发动机总体性能参数设计。根据发动机参数循环分析及非设计点性能分析结果,开展发动机各部件初步设计,主要包括进排气系统、叶轮机械、燃烧系统。课程旨在提升学生的动手实践能力,通过生生互评、师生点评的方式,提升学生发现问题、分析问题和解决问题能力。

摘要：基于时间推进有限体积法求解周向平均Navier-Stokes通流控制方程,开发涡轮通流计算程序。结合对涡轮内部流动规律的深刻认识,加入B-L端壁紊流模型和涡轮落后角模型,对GE-E3双级高压涡轮和GE-E3五级低压涡轮进行通流性能预测分析,验证了本通流程序的可靠性;并将通流程序应用于某航改地面燃机一体化设计涡轮系统性能预测和分析,对于研究涡轮部件之间性能匹配和气动布局具有工程应用价值。

摘要：针对γ转捩模型不能准确预测开式分离流动的问题,将分离修正关系式应用于γ转捩模型,提高其对T106D-EIZ叶栅开式分离区内压力分布及流动损失的预测精度。以GE-E 3五级低压涡轮为研究对象,数值分析了设计点工况下带分离修正的γ转捩模型与全湍流模型的区别。结果表明,带分离修正的γ转捩模型能较好捕捉多级低压涡轮中二次流诱导转捩、叶尖泄漏流诱导转捩及分离转捩等流动现象,可准确预测叶片吸力面出现的不同程度分离流动。

摘要：针对压气机叶型在宽攻角宽马赫数范围内低损失工作、叶型性能对加工误差不敏感的工程需求,首先,建立了考虑加工误差及几何参数的叶型优化流程;然后,以某压气机静子叶型为研究对象,基于构建的代理模型,在设计马赫数0.87(跨音流动)与低马赫数0.7(亚音流动)下开展了考虑加工误差及多攻角工况影响的压气机叶型鲁棒性优化设计研究。结果表明:针对跨音流动工况优化获得的叶型,其设计马赫数攻角特性大幅改善,但亚音流动工况下的攻角特性略微恶化;针对亚音流动工况优化获得的叶型,其攻角特性在多个低马赫数工况下大幅改善,在跨音流动工况下恶化。