畸变范围对跨声速压气机流场影响的数值模拟

采用全流道非定常数值模拟,对不同进口总压畸变范围条件下的跨声速压气机流场进行求解,分析畸变范围对压气机性能的影响,研究了动叶内激波结构和强度与进口畸变条件的关系、静叶根部和顶部附近流场参数变化情况,以及畸变流场对静叶通流能力的影响.研究结果表明:畸变度相差不大时,随着畸变范围的扩大,压气机性能下降,扰动在动叶旋转过程中所需的衰减时间增加,受畸变流体影响的静叶流道数对应增大.

某多级压气机畸变传递过程中相关参数影响研究

进口畸变是诱发航空压气机内部流动失稳的关键因素,极大地限制了压气机的性能及稳定运行范围。在畸变条件下采用数值模拟及模型分析相结合的方法,建立了一个模型,以某型三级压气机为研究对象,研究畸变传递过程中相关参数影响,计算了畸变强度和畸变范围沿压气机轴向的分布情况。结果表明在进口总压畸变相同的条件下,转速越小,压气机出口畸变强度越小,出口总压分布相对较均匀,出口畸变范围也越小;总压总温畸变,进口畸变范围越大,压气机出口畸变强度越大。不论是总压畸变还是总温畸变,对于该三级压气机,径向畸变的衰减程度比周向畸变衰减程度大。

进口导流叶排角度对轴流压气机总压畸变的影响

对某三级轴流压气机,利用三维欧拉方程建立模型,采用体积力法进行计算仿真。研究分析IGV(进口导流叶排)对压气机进气畸变的影响,以及设计转速状态下改善畸变效果最好的IGV角度。计算结果表明:IGV可以有效改善流场品质,使压气机各截面的畸变参数都有所减小,例如三级转子进口的畸变角度降低了21.4%,畸变强度降低了10.2%;IGV起到了很好的整流作用,表现出了显著的减小畸变程度的能力;随着IGV角度的增加,畸变强度随之降低,当IGV角度达到临界值后畸变强度反而开始增大;设计转速下,IGV临界角度为45°左右,在此角度下改善畸变的效果最好。