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题名离心叶轮失速涡结构演化与耦合特征研究
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作者
钟云红
刘正先
李孝检
赵明
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机构
天津大学机械工程学院
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期91-99,共9页
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基金
国家自然科学基金(11972250,12102298)
中国博士后科学基金(2021M702443)
+1 种基金
内燃机燃烧学国家重点实验室开放课题(K2022-09)
中国汽车技术研究中心(ZX20220002)。
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文摘
为深入解析离心压气机旋转失速的涡流耦合演化机理,基于Eckardt离心叶轮全通道非定常数值模拟数据,利用涡系识别法和傅里叶频谱分析等方法研究了失速工况下叶轮中关键涡流结构的空间分布特征及非定常演化规律,发现失速流场同时存在两类涡流结构:叶片前缘龙卷风涡和叶顶泄漏涡,两类流动结构交替演化、相互作用,形成了以63%叶轮转速周向传播的失速团,促使离心叶轮失速。具体体现为:叶顶泄漏涡形成并发展,裹挟、牵引叶片前缘分离涡从叶顶开始剥离,直至完全从叶片吸力面脱落。脱落后的分离涡沿周向运动,受到叶片阻挡产生溢流,该溢流流体在叶片压力面与吸力面横向压差的作用下演变为龙卷风涡,该龙卷风涡在周向运动过程中被叶片“截断”为两段而后向下游扩散并逐渐耗散消失。之后新的叶顶泄漏涡又逐渐兴起,形成下一个涡流演化周期。两种涡结构此消彼长、周而复始,共同构成了失速演化特征。
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关键词
离心叶轮
旋转失速
龙卷风涡结构
叶顶泄漏涡
耦合演化
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Keywords
Centrifugal impeller
Rotating stall
Tornado-vortex structure
Tip leakage vortex
Coupling evolution
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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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