边界层吸气对压气机叶栅角区分离损失的控制

压气机角区的大范围回流通常会引起叶片通道中的三维阻塞现象,并伴随有强烈的掺混流动损失。采用德国航空航天中心(DLR)开发的TRACE程序,在其推进技术研究所的高速压气机叶栅试验台(包含5个NACA65K48直叶片)上,研究了位于端壁上的边界层吸气措施——叶片弦中近尾缘吸气槽(MTE)对该直压气机叶栅通道的角区分离进行控制,减小二次流动损失,进而削弱其对总损失的影响。通过基于定常雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方法的数值模拟研究与相应的试验研究对比,端壁边界层吸气能够较好地重新组织角区气流流动,减弱附着于叶片吸力面尾缘的集中脱落涡,使得角区分离涡强度显著降低,由此引起的二次流损失也明显降低,与无吸气状态相比最大降幅可达81.2%;在设计状态下采用吸气流量率为1%的MTE,总压损失有很大程度的降低:在数值计算中,降幅为15.2%;试验测量中为9.7%。

多段翼型地效风洞实验的地板边界层控制研究

采用有限体积法求解雷诺平均N-S方程和SSTk-ω两方程湍流模型,数值模拟二维多段翼型在不同风洞地板边界条件下流动,并对固定地板边界层吹吸气控制技术进行了数值研究。计算结果分析了地板边界条件对多段翼型气动力、表面压力分布及流动结构的影响,证明了吹吸气控制技术可以有效减小地板边界层厚度,并对均匀吸气与切向吹气两种方法的特点进行了比较。

吸附式压气机的研究进展综述

为进一步提高吸气技术在压气机中的应用效果,对压气机中应用吸气的相关研究进行调研和总结。吸气位置对吸气效果产生直接影响,吸气效果受吸气位置、吸气量和吸气布置方式等多个因素影响,合理地吸气可有效控制压气机内部的流动分离结构,对激波、失速裕度也可产生有效影响,使损失降低、效率提高;吸气策略不同造成吸气效果和吸气机理存在差异,不同策略的吸气对流场结构和流动特性的影响也不同;联合控制方法、耦合叶片外形设计与吸气策略设计可进一步提高吸气压气机性能。未来可对联合控制方法的优化进行深入研究,考虑级间匹配、级间干涉作用、非均匀流动和非定常流动现象等,对吸气效率的评估应制定统一标准。