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轴流压气机叶尖三维非定常流动的本征正交分解
1
作者 刘震雄 《机械研究与应用》 2024年第5期13-17,共5页
为进一步认识跨声速轴流压气机叶尖流场的非定常流动特征,文章针对NASA Rotor 35的非定常数值计算结果,通过本征正交分解法(Proper Orthogonal Composition,POD)对近失速工况下的叶尖非定常流动进行分析。结果表明:本征正交分解法可以... 为进一步认识跨声速轴流压气机叶尖流场的非定常流动特征,文章针对NASA Rotor 35的非定常数值计算结果,通过本征正交分解法(Proper Orthogonal Composition,POD)对近失速工况下的叶尖非定常流动进行分析。结果表明:本征正交分解法可以将叶尖非定常流动按能量高低进行模态分解。并通过分析各模态系数频谱特性,捕捉到了叶尖流场非定常流动的波动频率及对应模态在叶片前缘沿周向移动的大尺度扰动结构。该方法使用叶尖流场波动频率对应模态进行流场重构,揭示了流场非稳定流动的特征结构。 展开更多
关键词 轴流压气机 叶尖流场 非定常流动 本征正交分解 数值计算
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全三维、多叶排内外涵风扇压气机叶型优化研究 被引量:7
2
作者 陈云永 刘波 +3 位作者 马聪慧 高丽敏 石建成 温泉 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期516-521,共6页
以某风扇/压气机为研究对象,采用全三维叶型优化方法对研究对象在整机条件下进行优化设计.对优化前后风扇/压气机进行全三维数值模拟并对计算结果进行对比分析研究,结果表明:优化后在不改变风扇级总压比的情况下设计点附近效率提高1.05%... 以某风扇/压气机为研究对象,采用全三维叶型优化方法对研究对象在整机条件下进行优化设计.对优化前后风扇/压气机进行全三维数值模拟并对计算结果进行对比分析研究,结果表明:优化后在不改变风扇级总压比的情况下设计点附近效率提高1.05%;在近设计点叶型改进后明显改善了风扇和外涵静子主流道的流场结构,根、尖两个截面流场显示采用新叶型后对内、外涵静子通道内流动均有不同程度的改善. 展开更多
关键词 航空 航天推进系统 风扇/压气机 特性 叶型优化 流场分析
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双级对转压气机叶型优化研究 被引量:4
3
作者 王雷 刘波 +1 位作者 项效镕 王庆伟 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2010年第7期886-890,共5页
基于商业软件NUMECA的全三维优化设计平台Design3D对某对转压气机的转子1叶片进行了全三维叶片优化设计。优化目标是在控制流量和总压比的情况下,提高其等熵效率。结果表明,转子1工况点效率提升了0.6%,对转压气机整机效率提高近1.5%,总... 基于商业软件NUMECA的全三维优化设计平台Design3D对某对转压气机的转子1叶片进行了全三维叶片优化设计。优化目标是在控制流量和总压比的情况下,提高其等熵效率。结果表明,转子1工况点效率提升了0.6%,对转压气机整机效率提高近1.5%,总压比也略有增加。通过流场分析看出优化叶片性能的提高主要是源于中高部叶展高马赫数区的增加,以及尾迹损失的较小。 展开更多
关键词 对转 压气机 叶型优化 流场分析
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进口畸变条件下轴流压气机转子内流的PIV研究 被引量:12
4
作者 李茂义 陆亚钧 +1 位作者 弓志强 袁巍 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期461-466,共6页
用50%堵塞比的插板畸变屏模拟低速轴流压气机进口流场畸变,用P IV(粒子图像速度场仪,ParticleIm age V e loc im etry)技术测量均匀和畸变进气条件下压气机转子叶片通道内的流场结构。实验表明,进气畸变条件下压气机流场在转子叶片通道... 用50%堵塞比的插板畸变屏模拟低速轴流压气机进口流场畸变,用P IV(粒子图像速度场仪,ParticleIm age V e loc im etry)技术测量均匀和畸变进气条件下压气机转子叶片通道内的流场结构。实验表明,进气畸变条件下压气机流场在转子叶片通道内不同的周向位置会产生四种不同的流动结构状态,同时,进气畸变大大增加了漩涡扰动、流动亏损和转子叶排气流分离的强度,这样必然会对压气机的性能产生很大的影响。实验也验证了经典平行压气机理论的缺陷。 展开更多
关键词 航空 航天推进系统 进气畸变 轴流压气机 转子叶片通道 PIV技术 流场结构
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叶片弯曲对扩压叶栅出口流场的影响 被引量:5
5
作者 王东 钟兢军 +2 位作者 苏杰先 丁海彬 王仲奇 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2000年第5期480-482,共3页
通过由常规直叶片、正弯曲叶片、反弯曲叶片组成的三种矩型扩压叶栅在低速风洞上的实验研究 ,测量了叶栅出口流场 ,研究了零冲角下常规直叶栅、正弯曲叶栅、反弯曲叶栅对出口总压损失分布情况和二次流速度矢量场的影响 。
关键词 叶片弯曲 扩压叶栅 出口流场 发动机
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叶片倾斜和弯曲对扩压叶栅出口流场的影响 被引量:14
6
作者 钟兢军 苏杰先 +1 位作者 王仲奇 陈莹 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第1期29-34,共6页
本文对具有常规直叶片、周向正倾斜250叶片和正弯曲叶片组成的三种压气机平面叶栅在平面叶栅低速风洞上进行了实验研究,详细测量了零冲角下三种叶栅的出口流场,通过实验结果的分析比较,并与流场显示结果及叶片表面静压测量结果相... 本文对具有常规直叶片、周向正倾斜250叶片和正弯曲叶片组成的三种压气机平面叶栅在平面叶栅低速风洞上进行了实验研究,详细测量了零冲角下三种叶栅的出口流场,通过实验结果的分析比较,并与流场显示结果及叶片表面静压测量结果相结合,讨论了叶片倾斜和弯曲对扩压叶栅出口流场的改善作用。 展开更多
关键词 叶片弯曲 扩压叶栅 出口流场
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缝隙扩压叶栅近壁流场与流动损失实验 被引量:6
7
作者 陈焕龙 李得英 +3 位作者 俞建阳 王云飞 刘华坪 陈浮 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期332-338,共7页
为了探索缝隙射流对高负荷扩压叶栅气动性能与近壁流场结构的影响机制,实验研究了设计冲角下有/无缝隙结构的高负荷弯曲扩压叶栅近壁流场结构与出口气动损失分布规律,获得了叶片近壁压力场数据、流动图谱以及叶栅出口流动损失参数。结... 为了探索缝隙射流对高负荷扩压叶栅气动性能与近壁流场结构的影响机制,实验研究了设计冲角下有/无缝隙结构的高负荷弯曲扩压叶栅近壁流场结构与出口气动损失分布规律,获得了叶片近壁压力场数据、流动图谱以及叶栅出口流动损失参数。结果表明,缝隙两端压差导致的从叶片压力面到吸力面的射流能够增加附面层高熵流体的能量,缝隙射流将局部积聚的低能流体及时引向主流,减小高熵流体在叶展中部或端区掺混撞击,抑制了栅后尾迹高熵流体的过度聚集,从而有效提高高负荷压气机叶栅气动性能。 展开更多
关键词 压气机叶栅 缝隙叶片 附面层 流场 流动损失
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不同冲角下弯曲扩压叶栅出口流场的实验研究 被引量:6
8
作者 钟兢军 苏杰先 +1 位作者 王仲奇 吴继权 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第3期284-289,共6页
本文在不同冲角下对直叶片、正倾斜叶片、正弯曲叶片和S型叶片组成的四种平面扩压时栅的出口流场进行了详细的实验研究。通过与常规直叶栅的对比,分析了正倾斜叶栅降低根区二次流损失的原因,阐述了正弯曲叶栅在正冲角下改善叶栅两端... 本文在不同冲角下对直叶片、正倾斜叶片、正弯曲叶片和S型叶片组成的四种平面扩压时栅的出口流场进行了详细的实验研究。通过与常规直叶栅的对比,分析了正倾斜叶栅降低根区二次流损失的原因,阐述了正弯曲叶栅在正冲角下改善叶栅两端区流动状况,降低能量损失的机理和S型叶栅降低根区损失、总损失系数对冲角变化不敏感的原因。结果表明,扩压叶栅中采用正弯曲叶片在一定条件下是可行的。 展开更多
关键词 冲角 出口流场 叶片 叶栅 航空发动机 压气机
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一种新型气动正交静子叶片的设计 被引量:1
9
作者 邵伏永 杨金广 +1 位作者 刘振德 胡骏 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期83-87,共5页
分析了轴对称子午流面上力的平衡关系及其流线曲率、气体绕压气机轴线旋转产生的惯性离心力和叶片力三个影响因素,并研究了流动分离的机理和如何对流动分离进行抑制的思路,在此基础上提出了叶片气动正交的准则。采用气动正交准则对某风... 分析了轴对称子午流面上力的平衡关系及其流线曲率、气体绕压气机轴线旋转产生的惯性离心力和叶片力三个影响因素,并研究了流动分离的机理和如何对流动分离进行抑制的思路,在此基础上提出了叶片气动正交的准则。采用气动正交准则对某风扇的第一排静子叶片进行了改型设计,获得了气动正交后的新叶片,并对其进行了全三维粘性流场计算,计算结果表明采用气动正交叶片的流场结构明显好于原型叶片。从全三维特性计算结果看,采用气动正交的叶片其喘振裕度也要明显好于原型叶片。 展开更多
关键词 压气机 叶片 流动仿真 气动构型 喘振
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压气机通道端壁附面层区叶片载荷分布研究 被引量:2
10
作者 周正贵 吴国钏 马若龙 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期256-261,共6页
为了探索叶片载荷分布对端壁附面层区流动的影响 ,设计出 3套平面叶栅 ,叶片载荷分别趋前、居中和靠后。对于低速流动 ,采用实验和三维 Navier-Stkoes方程方法对叶片表面、叶栅出口流场进行了研究。研究表明 :叶片载荷靠后叶片 ( No.3)... 为了探索叶片载荷分布对端壁附面层区流动的影响 ,设计出 3套平面叶栅 ,叶片载荷分别趋前、居中和靠后。对于低速流动 ,采用实验和三维 Navier-Stkoes方程方法对叶片表面、叶栅出口流场进行了研究。研究表明 :叶片载荷靠后叶片 ( No.3)性能较叶片载荷趋前 ( No.1 )和居中 ( No.2 )叶片差 ;No.2叶片与 No.1叶片比较 ,出口损失小 ,但落后角较大 ,扩压能力较小 ;在进口端壁附面层一定时 ,叶片前缘附近的端壁附面层区叶片力亏损变化与叶片力变化呈正相关 ;端壁面与叶片吸力面之间构成的角区内角涡 ,没有造成靠近后缘端壁附面层区吸力面静压明显下降。 展开更多
关键词 端壁附面层 压气机叶片 平面叶栅 流场 载荷分布 飞机
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环型扩压叶栅中应用弯曲叶片的研究 被引量:2
11
作者 王东 钟兢军 +1 位作者 苏杰先 王仲奇 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2000年第3期90-94,共5页
在环型扩压叶栅实验风洞上进行了弯曲叶栅出口测量实验 ,研究了零冲角附近下常规直叶栅、正倾斜叶栅、正弯曲叶栅、S型叶栅对出口总压损失分布情况和二次流速度矢量的影响并进行了分析。
关键词 叶片弯曲 环形扩压叶栅 压气机 气动特性
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反弯曲扩压时栅降低二次流损失的实验研究 被引量:2
12
作者 钟兢军 王苇 +1 位作者 苏杰先 王仲奇 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第1期53-56,共4页
Detailed experimental investigation has been performed with negative curved blade compressor cascade. The cascade exit flow field, the static pressure on blade surfaces and endwalls were surveyed at five incidences, a... Detailed experimental investigation has been performed with negative curved blade compressor cascade. The cascade exit flow field, the static pressure on blade surfaces and endwalls were surveyed at five incidences, and the flow visualization was carried out at zero incidence.The experimental results show that using negative curved blade the cascade aerodynamic characteristics can be improved, the secondary loss reduced, the field of static pressure reorganized and good flow field structure established. 展开更多
关键词 反弯曲叶片 扩压叶栅 二次流损失 叶栅
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带尾板的倾斜扩压叶栅的实验研究 被引量:1
13
作者 王东 钟兢军 +2 位作者 丁海彬 苏杰先 王仲奇 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2000年第5期91-94,共4页
对由常规直叶片、正倾斜叶片、复合倾斜 (S型 )叶片组成的三种矩型扩压叶栅在矩型叶栅低速风洞上进行了实验研究 ,详细测量了叶栅出口流场 ,研究和分析了零冲角下常规直叶栅、正倾斜叶栅、复合倾斜 (S型 )叶栅对出口能量损失分布情况和... 对由常规直叶片、正倾斜叶片、复合倾斜 (S型 )叶片组成的三种矩型扩压叶栅在矩型叶栅低速风洞上进行了实验研究 ,详细测量了叶栅出口流场 ,研究和分析了零冲角下常规直叶栅、正倾斜叶栅、复合倾斜 (S型 )叶栅对出口能量损失分布情况和二次流速度矢量的影响 ,讨论了叶片倾斜对扩压叶栅出口流场的改善作用。 展开更多
关键词 叶片倾斜 扩压叶栅 出口流场 透平
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离心式空气压缩机叶轮内湍流的数值模拟 被引量:2
14
作者 龚宝龙 李剑峰 +2 位作者 贾秀杰 李方义 王光存 《石油机械》 北大核心 2013年第9期37-40,共4页
应用粘性标准两方程湍流模型、三维雷诺时均N-S方程,采用非定常数值模拟方法,研究了带分流叶片离心式空气压缩机叶轮内部的流场分布情况。研究结果表明,压力面的静压大于相应位置吸力面的压力,最大静压位于压力面后缘;最大相对速度位于... 应用粘性标准两方程湍流模型、三维雷诺时均N-S方程,采用非定常数值模拟方法,研究了带分流叶片离心式空气压缩机叶轮内部的流场分布情况。研究结果表明,压力面的静压大于相应位置吸力面的压力,最大静压位于压力面后缘;最大相对速度位于叶片入口,长叶片吸力面有回流现象,短叶片对遏止回流有明显作用;长叶片压力面前缘压力非定常波动最严重,后缘其次,叶片中部的压力波动最弱。该项研究成果可应用于叶轮结构的优化设计及指导叶轮的再制造。 展开更多
关键词 离心式空气压缩机 湍流流场 流场分布 分流叶片 叶轮 数值模拟
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高负荷跨声速压气机动静叶干扰下叶片气动负荷研究 被引量:7
15
作者 李绍斌 苏杰先 +1 位作者 冯国泰 王仲奇 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期410-415,共6页
通过数值方法模拟了某型高负荷跨声速压气机在工作点的非定常流场,对级内动静叶的气动干扰进行了深入分析。通过气动力和力矩的变化对动静叶干扰下的叶片非定常气动负荷进行了详细的分析,研究了尾迹和势流干扰下叶片气动负荷的变化规律... 通过数值方法模拟了某型高负荷跨声速压气机在工作点的非定常流场,对级内动静叶的气动干扰进行了深入分析。通过气动力和力矩的变化对动静叶干扰下的叶片非定常气动负荷进行了详细的分析,研究了尾迹和势流干扰下叶片气动负荷的变化规律,结合频谱分析进一步认识了气动负荷各周期分量,研究结果有助于对高负荷压气机内动静叶非定常气动干扰的认识。 展开更多
关键词 非定常流场 气动干扰 气动负荷 压气机
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积垢条件下压气机性能衰退数值模拟 被引量:3
16
作者 孙海鸥 王立松 +1 位作者 王忠义 万雷 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期1773-1778,共6页
针对轴流压气机在实际工作中遇到的叶片表面磨损、积垢问题,本文以NASA Stage 35单级轴流压气机模型为研究对象,建立了数值计算模型,以压气机的静叶部分为主要研究对象,使用更改静叶叶片表面粗糙度值和不均匀地更改静叶叶型厚度两种不... 针对轴流压气机在实际工作中遇到的叶片表面磨损、积垢问题,本文以NASA Stage 35单级轴流压气机模型为研究对象,建立了数值计算模型,以压气机的静叶部分为主要研究对象,使用更改静叶叶片表面粗糙度值和不均匀地更改静叶叶型厚度两种不同方法模拟压气机表面积垢情况,得到压气机效率、压比等性能的衰退情况与不同模拟方法的关系,以及压气机不同程度积垢下的流场变化情况。计算结果表明:更改叶片表面粗糙度对压气机的效率性能影响要大于对压比的影响,叶型厚度的变化会明显影响压气机的稳定工作范围。研究结果可为确定压气机清洗周期和运行寿命预估提供借鉴。 展开更多
关键词 压气机 积垢 粗糙度 静叶叶片 性能参数 内部流场
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叶片开缝对离心压缩机叶轮内部流场影响的数值研究 被引量:1
17
作者 马新民 田华 +1 位作者 梁亚勋 李景银 《风机技术》 2009年第1期5-7,共3页
通过数值实验,以某个NASA半开式叶轮数据为例,对半开式无间隙叶轮、半开式有间隙叶轮、闭式叶轮和闭式开缝叶轮进行了详细的流场分析和对比,并与该半开式叶轮的实验结果进行分析比较,结果符合良好,证明计算结果可靠。
关键词 离心式压缩机 叶轮 叶片开缝 流场分析
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静叶尾迹对压气机动叶非定常气动载荷的影响 被引量:1
18
作者 杨文军 袁惠群 寇海江 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期716-721,811,共6页
以某型航空发动机压气机转子系统为研究对象,建立了单级叶盘的三维结构及流场模型。通过对滑移网格(sliding mesh,简称SM)方法与运动坐标系(moving reference frame,简称MRF)方法在计算耗时和收敛性方面的比较,证明了运动坐标系方法的... 以某型航空发动机压气机转子系统为研究对象,建立了单级叶盘的三维结构及流场模型。通过对滑移网格(sliding mesh,简称SM)方法与运动坐标系(moving reference frame,简称MRF)方法在计算耗时和收敛性方面的比较,证明了运动坐标系方法的准确性和高效性。考虑前一级静叶尾迹的影响,求解压气机内部在不同时刻的流动特性,得到静叶尾迹对动叶流场的非定常干扰情况。经过对压气机叶顶和轮毂、动叶压力面和吸力面非定常气动载荷的分析发现:在动叶流场的前缘形成了较主流区压力和速度较低的不均匀流场,且在动叶前缘叶顶位置受到的气动载荷最为显著;动叶压力面和吸力面气动载荷的分布规律相反,从叶顶至轮毂、前缘至尾缘,压力面非定常气动载荷的大小和波动幅度逐步递减,而吸力面却与其相反,呈现出逐步递增的趋势。该研究为某型航空发动机压气机叶盘转子系统的动力学设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 压气机转子 滑移网格 静叶尾迹 非定常流场 气动载荷
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压气机/风扇叶片自动优化设计的研究现状和关键技术 被引量:26
19
作者 周正贵 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期257-266,共10页
着重介绍和分析了近年来快速发展的压气机叶片自动优化设计方法现状、应用特点以及关键技术。通过分析指出:自动优化设计方法设计效率高,适用于高气动性能指标压气机/风扇设计;为缩短优化时间和提高搜索效率,优化算法应首选并行遗传算法... 着重介绍和分析了近年来快速发展的压气机叶片自动优化设计方法现状、应用特点以及关键技术。通过分析指出:自动优化设计方法设计效率高,适用于高气动性能指标压气机/风扇设计;为缩短优化时间和提高搜索效率,优化算法应首选并行遗传算法;今后在叶片参数化方法、加速流场计算方法以及提高遗传算法的搜索效率方面需进行进一步研究。 展开更多
关键词 压气机 风扇 数值最优化方法 参数化方法 流场数值计算 叶片
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设计工况下反弯叶栅出口流场的实验研究 被引量:2
20
作者 吴继权 吴国钏 +2 位作者 苏杰先 钟兢军 王仲奇 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第4期83-86,共4页
采用五孔探针对常规直叶栅、正弯叶栅及反弯叶栅的出口流场进行了详细实验研究,结果表明反弯叶片能够减少叶片两端负荷,从而改善了两端壁区域的流动,采用反弯叶片可有效地减少叶栅中流动损失,提高叶栅流通能力,因此反弯叶片可望用... 采用五孔探针对常规直叶栅、正弯叶栅及反弯叶栅的出口流场进行了详细实验研究,结果表明反弯叶片能够减少叶片两端负荷,从而改善了两端壁区域的流动,采用反弯叶片可有效地减少叶栅中流动损失,提高叶栅流通能力,因此反弯叶片可望用于改善压气机的流动性能。 展开更多
关键词 压气机 叶栅 叶片 能量损失 流动分布 二次流
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