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跨声速对转压气机叶型和掠形对流场及气动特性的调控优化机制研究
1
作者
施恒涛
王蛟
《推进技术》
北大核心
2025年第6期75-87,共13页
为了阐明对旋压气机的流动特点,提升不同转速的效率并拓宽稳定工作范围,采用数值仿真从叶片稠度、型线和掠形分布对某跨声速对转压气机开展流场和气动特性优化,进一步从通道面积比、叶表负荷分布、激波系结构和尾迹等方面阐明气动性能...
为了阐明对旋压气机的流动特点,提升不同转速的效率并拓宽稳定工作范围,采用数值仿真从叶片稠度、型线和掠形分布对某跨声速对转压气机开展流场和气动特性优化,进一步从通道面积比、叶表负荷分布、激波系结构和尾迹等方面阐明气动性能变化的流动机理。研究表明,增加对转转子稠度能够提升负荷能力,促使进口激波从正激波向斜激波+弱槽道激波模式转变,降低流动损失,提升最大压比。但是叶片厚度堵塞的增加造成部分转速工况叶片内收缩增强,使得对转转子进口激波向正激波转变,并且气流在通道的加速增大,使得通道激波增强,导致转子效率降低。通过优化叶型型线以降低吸力面超声速气流的膨胀加速,能够削弱进口激波以及激波/边界层干涉强度,实现对转转子中上部效率的提升。采用根部和中上部前掠的掠形分布(折转点相对高度R=0.15至0.20)能够使得对转转子中上部激波位置、叶表气动负荷中心向下游迁移,提升最大压升能力,拓宽稳定工作范围。综合改进后的对转压气机的设计点效率和峰值效率比原型分别提高了1.1%和1.2%,设计转速综合失速裕度增至18.9%,并且在较大的转速差组合N1=0.7,N_(2)=0.9和N1=0.5,N_(2)=0.8等工况也能维持高效率和较大的稳定工作范围。
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关键词
对转压气机
叶片型线角度
激波结构
三维掠形
气动负荷中心
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题名
跨声速对转压气机叶型和掠形对流场及气动特性的调控优化机制研究
1
作者
施恒涛
王蛟
机构
江苏科技大学能源与动力学院
出处
《推进技术》
北大核心
2025年第6期75-87,共13页
基金
基础性军工科研院所稳定支持专项(WDZC312019030101)
江苏科技大学博士科研启动项目(1142932310)。
文摘
为了阐明对旋压气机的流动特点,提升不同转速的效率并拓宽稳定工作范围,采用数值仿真从叶片稠度、型线和掠形分布对某跨声速对转压气机开展流场和气动特性优化,进一步从通道面积比、叶表负荷分布、激波系结构和尾迹等方面阐明气动性能变化的流动机理。研究表明,增加对转转子稠度能够提升负荷能力,促使进口激波从正激波向斜激波+弱槽道激波模式转变,降低流动损失,提升最大压比。但是叶片厚度堵塞的增加造成部分转速工况叶片内收缩增强,使得对转转子进口激波向正激波转变,并且气流在通道的加速增大,使得通道激波增强,导致转子效率降低。通过优化叶型型线以降低吸力面超声速气流的膨胀加速,能够削弱进口激波以及激波/边界层干涉强度,实现对转转子中上部效率的提升。采用根部和中上部前掠的掠形分布(折转点相对高度R=0.15至0.20)能够使得对转转子中上部激波位置、叶表气动负荷中心向下游迁移,提升最大压升能力,拓宽稳定工作范围。综合改进后的对转压气机的设计点效率和峰值效率比原型分别提高了1.1%和1.2%,设计转速综合失速裕度增至18.9%,并且在较大的转速差组合N1=0.7,N_(2)=0.9和N1=0.5,N_(2)=0.8等工况也能维持高效率和较大的稳定工作范围。
关键词
对转压气机
叶片型线角度
激波结构
三维掠形
气动负荷中心
Keywords
Counter-rotating compressor
Blade surface angle
Shock structure
Three-dimensional sweep
Surface aerodynamic load center
分类号
V231.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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1
跨声速对转压气机叶型和掠形对流场及气动特性的调控优化机制研究
施恒涛
王蛟
《推进技术》
北大核心
2025
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