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鼓包唇口对边界层抽吸涵道风扇的性能影响及作用机理研究
1
作者
王磊
苏冠廷
+3 位作者
潘天宇
鹿哈男
郑孟宗
李秋实
《推进技术》
2025年第4期37-49,共13页
分布式涵道推进旨在提高飞行器气动性能和降低燃油消耗。然而,边界层吸入会导致涵道风扇持续工作在进气畸变条件下,导致气动损失增加,降低飞机获得的整体气动效益。因此,发展了一种应用于涵道风扇进气唇口的鼓包流动控制方法,在改善飞...
分布式涵道推进旨在提高飞行器气动性能和降低燃油消耗。然而,边界层吸入会导致涵道风扇持续工作在进气畸变条件下,导致气动损失增加,降低飞机获得的整体气动效益。因此,发展了一种应用于涵道风扇进气唇口的鼓包流动控制方法,在改善飞行器表面流动损失的同时,降低了涵道风扇性能损耗。通过数值模拟研究了该流动控制方法在边界层抽吸(Boundary layer ingestion,BLI)进气条件下对涵道风扇的性能影响和作用机理。研究结果表明,相比于原型涵道风扇,鼓包壁面会形成一个中间高、两侧低的压力分布趋势,将边界层内的低动量流体向鼓包两侧排移。基于此,鼓包将唇口底部的低动量流体进行加速,减小了局部边界层的动量损失厚度。在不牺牲总压比的情况下,与原型涵道风扇相比,鼓包有效改善了进气唇口的畸变流场,转子域进口畸变指数下降9.7%。同时,由于唇口底部的畸变强度减小,叶片的局部负荷也随之减小,尤其是叶尖附近。此外,叶尖附近叶片负荷的减小导致压力面和吸力面法向压差减小,从而消除叶尖泄漏流与主流的相互作用,导致畸变区叶尖位置熵损失下降1.16%。在进气畸变条件下,非设计点的绝热效率提高了1.2%。
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关键词
涵道风扇
气动损失
唇口鼓包
叶尖泄漏流动
进气畸变
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职称材料
题名
鼓包唇口对边界层抽吸涵道风扇的性能影响及作用机理研究
1
作者
王磊
苏冠廷
潘天宇
鹿哈男
郑孟宗
李秋实
机构
北京航空航天大学能源与动力工程学院
出处
《推进技术》
2025年第4期37-49,共13页
基金
国家自然科学基金(52206040)
中国博士后科学基金(2022M710296)
智能空地融合载具及管控教育部工程研究中心(西华大学)开放课题(ZNKD2023-006)。
文摘
分布式涵道推进旨在提高飞行器气动性能和降低燃油消耗。然而,边界层吸入会导致涵道风扇持续工作在进气畸变条件下,导致气动损失增加,降低飞机获得的整体气动效益。因此,发展了一种应用于涵道风扇进气唇口的鼓包流动控制方法,在改善飞行器表面流动损失的同时,降低了涵道风扇性能损耗。通过数值模拟研究了该流动控制方法在边界层抽吸(Boundary layer ingestion,BLI)进气条件下对涵道风扇的性能影响和作用机理。研究结果表明,相比于原型涵道风扇,鼓包壁面会形成一个中间高、两侧低的压力分布趋势,将边界层内的低动量流体向鼓包两侧排移。基于此,鼓包将唇口底部的低动量流体进行加速,减小了局部边界层的动量损失厚度。在不牺牲总压比的情况下,与原型涵道风扇相比,鼓包有效改善了进气唇口的畸变流场,转子域进口畸变指数下降9.7%。同时,由于唇口底部的畸变强度减小,叶片的局部负荷也随之减小,尤其是叶尖附近。此外,叶尖附近叶片负荷的减小导致压力面和吸力面法向压差减小,从而消除叶尖泄漏流与主流的相互作用,导致畸变区叶尖位置熵损失下降1.16%。在进气畸变条件下,非设计点的绝热效率提高了1.2%。
关键词
涵道风扇
气动损失
唇口鼓包
叶尖泄漏流动
进气畸变
Keywords
Ducted fan
Aerodynamic loss
Lip-installed bump
Tip leakage flow
Inflow distortion
分类号
V231.3 [航空宇航科学技术]
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作者
出处
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1
鼓包唇口对边界层抽吸涵道风扇的性能影响及作用机理研究
王磊
苏冠廷
潘天宇
鹿哈男
郑孟宗
李秋实
《推进技术》
2025
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