“人字形小肋”对激波/边界层干扰的影响研究

在曼彻斯特大学跨声速风洞开展激波/边界层干扰及"人字形小肋"对其影响的实验研究。在马赫数1.85流场条件下,应用高速纹影、油流、皮托压力测量和基于压敏漆的壁面压力测量技术,研究"人字形小肋"流动控制方法对激波/边界层干扰的流动分离结构与尺寸、压力分布特性与波系特征等影响。结果显示激波/边界层干扰诱发流动分离,分离区呈现三维特征,在"人字形小肋"的作用下,分离线呈现"波浪"形且整体向上游移动,干扰区流向尺寸增大,分离区高度减小且长度略增大,再附区的压力极值降低,这些特征与叶片、尖楔等微涡发生器的影响趋势相反。下一步工作中,拟针对"人字形小肋"开展参数优化研究,"人字形小肋"可能成为降低激波/边界层干扰诱发的高热流载荷的有效方法。

仿生人字形小肋阵列对压气机叶栅角区分离的控制

通过数值模拟的方法探究了一种新型被动控制结构——仿生人字形小肋阵列,对压气机叶栅角区分离的控制效果及作用机理。人字形小肋阵列被布置在叶栅前缘端壁处,并探究了肋条高度和偏转角对角区分离控制效果的影响规律。研究表明:人字形小肋阵列在叶栅整个稳定工作范围内均能有效改善角区的流动,高度仅为0.08附面层厚度且偏转角为30°的小肋阵列,最高可以使总压损失降低9.89%,静压系数提升12.27%。流场细节表明:小肋通道内的小尺度涡流可以通过积聚效应,在下游形成紧贴附面层底部的高强度大尺度涡流,相较于传统微型涡流发生器有效降低了附加损失;诱导涡增强了附面层与主流的掺混,抑制端壁附面层内低能流体的横向迁移,进而延缓了分离涡的形成,消除了端壁角区的涡环,有效改善了叶栅角区的流动。