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压气机叶顶间隙变化规律及对气动性能的影响
1
作者
高国荣
曾瑞慧
陈美宁
《科学技术与工程》
北大核心
2024年第6期2573-2580,共8页
以大涵道比涡扇发动机系列的十级高压压气机为研究对象,在压气机部件、核心机及整机平台上详细开展了压气机叶顶间隙变化规律及其对气动性能影响的试验研究,同时结合叶顶间隙对跨音级、高亚音级和低亚音级的仿真验证,得到了压气机不同...
以大涵道比涡扇发动机系列的十级高压压气机为研究对象,在压气机部件、核心机及整机平台上详细开展了压气机叶顶间隙变化规律及其对气动性能影响的试验研究,同时结合叶顶间隙对跨音级、高亚音级和低亚音级的仿真验证,得到了压气机不同级对叶顶间隙的性能敏感区,进而揭示了叶顶间隙影响多级压气机整机性能的机理。结果表明:不同尺寸的压气机叶顶间隙变化规律具有一致性,经验证主要和离心力及温度场相关。间隙增大后压气机设计转速下的流量压比特性和流量效率特性均整体下降,尤其后面级间隙对气动性能有显著影响。随着叶顶间隙的增大,压气机的跨音级因叶片较长使得相对叶顶间隙较小,未出现效率突降的情况,但是后面亚音级做功能力明显降低,间隙影响主要集中在后面级即亚音级,使得压气机典型工况的效率和裕度均有所下降。
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关键词
压气机
叶顶间隙
跨音级
亚音级
气动性能
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职称材料
叶片加工误差对压气机叶栅气动性能的影响
被引量:
39
2
作者
高丽敏
蔡宇桐
+1 位作者
曾瑞慧
田林川
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第3期525-531,共7页
压气机叶片在加工过程中会造成加工成型的叶片与设计者的初衷有一定的偏差。为了获知偏差对叶片气动性能的影响,结合我国现有的叶片检测方法,采用单因素法数值研究了叶片扭转、轮廓度、前后缘半径、前后缘形状及弦长误差对叶片气动性能...
压气机叶片在加工过程中会造成加工成型的叶片与设计者的初衷有一定的偏差。为了获知偏差对叶片气动性能的影响,结合我国现有的叶片检测方法,采用单因素法数值研究了叶片扭转、轮廓度、前后缘半径、前后缘形状及弦长误差对叶片气动性能的影响规律。研究结果表明,不同位置、不同大小的误差对性能影响不一,其中叶型扭转、轮廓度及前缘(半径、形状)误差是影响性能的主要参数,而尾缘(半径、形状)误差对性能影响不明显。其中0.5°的扭转误差会恶化性能高达46.56%,0.1mm的轮廓误差最高恶化性能达20.40%。所获得的误差影响规律可以用于提供合理的加工技术要求及制定叶片质量评判标准。
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关键词
加工误差
压气机叶片
平面叶栅
气动性能
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职称材料
大涵道比风扇新型高低静叶结构性能研究
3
作者
高丽敏
曾瑞慧
+1 位作者
李瑞宇
徐浩亮
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第11期2496-2503,共8页
针对大涵道比风扇静叶尖、根稠度不匹配问题,为补偿静叶叶尖稠度、增大叶尖载荷、抑制叶尖的气流分离,提出一种在静叶叶尖引入低叶片结构的新型高低静叶结构,并通过相应数值模拟分析检验高低静叶结构在大涵道比风扇静子应用的有效性。...
针对大涵道比风扇静叶尖、根稠度不匹配问题,为补偿静叶叶尖稠度、增大叶尖载荷、抑制叶尖的气流分离,提出一种在静叶叶尖引入低叶片结构的新型高低静叶结构,并通过相应数值模拟分析检验高低静叶结构在大涵道比风扇静子应用的有效性。结果表明:低叶片的引入有效抑制静叶叶尖的气流分离,改善流道内的流场结构,在单静子环境下,静叶级的扩压能力提升1.52%,总压损失降低23.6%;在级环境下,静叶级的扩压能力提升0.93%,总压损失降低15.0%;并且高低静叶结构在级环境下表现出较好的扩稳能力,流量裕度可提高53.8%;低叶片长度影响高低静叶结构性能,存在最优的低叶片长度。
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关键词
大涵道比风扇
高低静叶
平衡稠度
扩压能力
总压损失
扩稳
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职称材料
压气机引气模拟方法及引气结构的数值研究
被引量:
2
4
作者
陈美宁
曾瑞慧
+1 位作者
高国荣
冯锦璋
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第3期87-95,共9页
为研究引气对于压气机设计的影响,以高压压气机引气级为研究对象,通过对比源项引气模型与构建真实引气结构两种数值仿真方法的差异,并用构建真实引气结构的数值仿真方法分析了不同引气结构对压气机性能和流场的影响。仿真分析结果表明:...
为研究引气对于压气机设计的影响,以高压压气机引气级为研究对象,通过对比源项引气模型与构建真实引气结构两种数值仿真方法的差异,并用构建真实引气结构的数值仿真方法分析了不同引气结构对压气机性能和流场的影响。仿真分析结果表明:两种数值仿真方法计算得到的压气机引气级的性能和局部流场均存在较大的差异,在压气机气动设计分析中应该采用构建真实引气结构的数值仿真方法。引气结构和主流道的夹角对主流区域叶尖位置的流场和压气机引气级的性能有较大影响,并且对引气管路内的流动分离程度也有较大影响,当此夹角为45°时,主流区及引气管路内的流动损失均最小。
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关键词
压气机
引气
引气结构
非定常
数值仿真
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职称材料
层流叶片在压气机中的应用研究
被引量:
6
5
作者
曾瑞慧
高丽敏
+1 位作者
杨冠华
蔡明
《工程热物理学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第11期2348-2356,共9页
压气机叶片表面层流流动及转捩现象的捕捉是研究压气机层流叶型的重点和关键。通过基于SST转捩模型的数值方法对某压气机叶型进行数值模拟分析,以精确捕捉普通湍流模型无法捕捉的叶片表面的层流流动及转捩现象,并给定叶片表面转捩的判...
压气机叶片表面层流流动及转捩现象的捕捉是研究压气机层流叶型的重点和关键。通过基于SST转捩模型的数值方法对某压气机叶型进行数值模拟分析,以精确捕捉普通湍流模型无法捕捉的叶片表面的层流流动及转捩现象,并给定叶片表面转捩的判定依据。在此基础上深入研究低雷诺数环境和高湍流度环境对压气机叶片表面层流流动的影响,验证了在实际压气机环境下,叶片表面的层流流动是可能存在的。为后续压气机层流叶型设计提供数值验证手段和可行性验证基础。
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关键词
层流叶片
转捩
表面摩擦阻力
高空低雷诺数
高湍流度
原文传递
题名
压气机叶顶间隙变化规律及对气动性能的影响
1
作者
高国荣
曾瑞慧
陈美宁
机构
中国航发商用航空发动机有限责任公司
上海市航空发动机数字孪生重点实验室
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2024年第6期2573-2580,共8页
文摘
以大涵道比涡扇发动机系列的十级高压压气机为研究对象,在压气机部件、核心机及整机平台上详细开展了压气机叶顶间隙变化规律及其对气动性能影响的试验研究,同时结合叶顶间隙对跨音级、高亚音级和低亚音级的仿真验证,得到了压气机不同级对叶顶间隙的性能敏感区,进而揭示了叶顶间隙影响多级压气机整机性能的机理。结果表明:不同尺寸的压气机叶顶间隙变化规律具有一致性,经验证主要和离心力及温度场相关。间隙增大后压气机设计转速下的流量压比特性和流量效率特性均整体下降,尤其后面级间隙对气动性能有显著影响。随着叶顶间隙的增大,压气机的跨音级因叶片较长使得相对叶顶间隙较小,未出现效率突降的情况,但是后面亚音级做功能力明显降低,间隙影响主要集中在后面级即亚音级,使得压气机典型工况的效率和裕度均有所下降。
关键词
压气机
叶顶间隙
跨音级
亚音级
气动性能
Keywords
compressor
clearance
transonic
subsonic
aerodynamic
分类号
V211.6 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
叶片加工误差对压气机叶栅气动性能的影响
被引量:
39
2
作者
高丽敏
蔡宇桐
曾瑞慧
田林川
机构
西北工业大学动力与能源学院
先进发动机协同创新中心
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第3期525-531,共7页
基金
国家自然基金重点项目(51236006)
陕西省自然科学基金(2014JM7248)
文摘
压气机叶片在加工过程中会造成加工成型的叶片与设计者的初衷有一定的偏差。为了获知偏差对叶片气动性能的影响,结合我国现有的叶片检测方法,采用单因素法数值研究了叶片扭转、轮廓度、前后缘半径、前后缘形状及弦长误差对叶片气动性能的影响规律。研究结果表明,不同位置、不同大小的误差对性能影响不一,其中叶型扭转、轮廓度及前缘(半径、形状)误差是影响性能的主要参数,而尾缘(半径、形状)误差对性能影响不明显。其中0.5°的扭转误差会恶化性能高达46.56%,0.1mm的轮廓误差最高恶化性能达20.40%。所获得的误差影响规律可以用于提供合理的加工技术要求及制定叶片质量评判标准。
关键词
加工误差
压气机叶片
平面叶栅
气动性能
Keywords
Machining error
Compressor blade
Cascade
Aerodynamic performance
分类号
V231.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
大涵道比风扇新型高低静叶结构性能研究
3
作者
高丽敏
曾瑞慧
李瑞宇
徐浩亮
机构
西北工业大学动力与能源学院
先进航空发动机协同创新中心
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第11期2496-2503,共8页
基金
国家自然基金重点项目(51236006)
文摘
针对大涵道比风扇静叶尖、根稠度不匹配问题,为补偿静叶叶尖稠度、增大叶尖载荷、抑制叶尖的气流分离,提出一种在静叶叶尖引入低叶片结构的新型高低静叶结构,并通过相应数值模拟分析检验高低静叶结构在大涵道比风扇静子应用的有效性。结果表明:低叶片的引入有效抑制静叶叶尖的气流分离,改善流道内的流场结构,在单静子环境下,静叶级的扩压能力提升1.52%,总压损失降低23.6%;在级环境下,静叶级的扩压能力提升0.93%,总压损失降低15.0%;并且高低静叶结构在级环境下表现出较好的扩稳能力,流量裕度可提高53.8%;低叶片长度影响高低静叶结构性能,存在最优的低叶片长度。
关键词
大涵道比风扇
高低静叶
平衡稠度
扩压能力
总压损失
扩稳
Keywords
High bypass ratio fan
Solidity-balanced stator
Balance solidity
Diffusion capability
To-tal pressure loss
Stability enhancement
分类号
V231.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
压气机引气模拟方法及引气结构的数值研究
被引量:
2
4
作者
陈美宁
曾瑞慧
高国荣
冯锦璋
机构
中国航发商用航空发动机有限责任公司
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第3期87-95,共9页
文摘
为研究引气对于压气机设计的影响,以高压压气机引气级为研究对象,通过对比源项引气模型与构建真实引气结构两种数值仿真方法的差异,并用构建真实引气结构的数值仿真方法分析了不同引气结构对压气机性能和流场的影响。仿真分析结果表明:两种数值仿真方法计算得到的压气机引气级的性能和局部流场均存在较大的差异,在压气机气动设计分析中应该采用构建真实引气结构的数值仿真方法。引气结构和主流道的夹角对主流区域叶尖位置的流场和压气机引气级的性能有较大影响,并且对引气管路内的流动分离程度也有较大影响,当此夹角为45°时,主流区及引气管路内的流动损失均最小。
关键词
压气机
引气
引气结构
非定常
数值仿真
Keywords
Compressor
Bleeding
Bleeding structure
Unsteady
Numerical simulation
分类号
V231.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
层流叶片在压气机中的应用研究
被引量:
6
5
作者
曾瑞慧
高丽敏
杨冠华
蔡明
机构
西北工业大学动力与能源学院
先进航空发动机协同创新中心
出处
《工程热物理学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第11期2348-2356,共9页
基金
国家自然基金重点项目(No.51476132)
文摘
压气机叶片表面层流流动及转捩现象的捕捉是研究压气机层流叶型的重点和关键。通过基于SST转捩模型的数值方法对某压气机叶型进行数值模拟分析,以精确捕捉普通湍流模型无法捕捉的叶片表面的层流流动及转捩现象,并给定叶片表面转捩的判定依据。在此基础上深入研究低雷诺数环境和高湍流度环境对压气机叶片表面层流流动的影响,验证了在实际压气机环境下,叶片表面的层流流动是可能存在的。为后续压气机层流叶型设计提供数值验证手段和可行性验证基础。
关键词
层流叶片
转捩
表面摩擦阻力
高空低雷诺数
高湍流度
Keywords
laminar blade
transition
skin friction resistance
low reynolds number
high turbulencelevel
分类号
V231.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
压气机叶顶间隙变化规律及对气动性能的影响
高国荣
曾瑞慧
陈美宁
《科学技术与工程》
北大核心
2024
0
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职称材料
2
叶片加工误差对压气机叶栅气动性能的影响
高丽敏
蔡宇桐
曾瑞慧
田林川
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
39
下载PDF
职称材料
3
大涵道比风扇新型高低静叶结构性能研究
高丽敏
曾瑞慧
李瑞宇
徐浩亮
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
0
下载PDF
职称材料
4
压气机引气模拟方法及引气结构的数值研究
陈美宁
曾瑞慧
高国荣
冯锦璋
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
2
下载PDF
职称材料
5
层流叶片在压气机中的应用研究
曾瑞慧
高丽敏
杨冠华
蔡明
《工程热物理学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
6
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已选择
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