不同雷诺数条件下粗糙度对高亚声速压气机叶型边界层调控机制研究

粗糙度(R_(a))对压气机叶型性能的影响与雷诺数(Re)密切相关。以某一高亚声速压气机叶型为研究对象,在R_(e)=1.2×10^(6)和R_(e)=1.5×10^(5)条件下,采用数值模拟方法研究了不同R_(a)大小对边界层分离、转捩及叶型损失的调控机制。研究表明,R_(e)=1.2×10^(6)时,较小粗糙度(R_(a) ≤13μm)不会对叶型性能有明显影响,当R_(a)超过某个临界值(R_(a)=26 μm),叶型性能随粗糙度增加不断恶化。当Re降低至1.5×10^(5)时,叶型损失随着R_(a)增加大幅降低,R_(a)=157 μm时叶型损失最大降低16.4%,之后叶型损失才有所增加。合适大小的粗糙度能够有效抑制分离泡位移效应对叶型性能的不利影响,而粗糙度过大会导致强烈湍流耗散作用恶化叶型性能。针对该高亚声速压气机叶型,提出了最佳粗糙度参数随Re变化的经验关系式。