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转子尖部角区分离对高负荷压气机性能影响的实验与数值研究
1
作者
于贤君
侯景韬
+1 位作者
安广丰
刘宝杰
《推进技术》
北大核心
2025年第2期67-78,共12页
为了探究转子尖部角区分离对高负荷压气机性能及内部流场的影响,以设计负荷系数为0.46的单级高负荷压气机为研究对象,通过实验与数值计算研究了转子叶尖间隙为0.6%与1.3%叶高的两种情况下高负荷压气机级特性与内部流场细节,分析了转子...
为了探究转子尖部角区分离对高负荷压气机性能及内部流场的影响,以设计负荷系数为0.46的单级高负荷压气机为研究对象,通过实验与数值计算研究了转子叶尖间隙为0.6%与1.3%叶高的两种情况下高负荷压气机级特性与内部流场细节,分析了转子尖部角区分离对于高负荷压气机性能的影响规律及其流动机制。结果表明,转子叶尖间隙为0.6%叶高时,小流量工况下转子尖部吸力面出现了明显的角区分离;而转子叶尖间隙为1.3%叶高时,小流量工况下转子尖部流动由泄漏流主导。随着小间隙下转子尖部角区分离的增强,转子尖部堵塞与损失剧烈增长;同时,由于转子吸力面径向迁移的增强,小流量工况下转子近轮毂区域损失降低、负荷升高。相应地,压气机级总压升随流量减小表现出“先平缓,再升高,最后快速下降”的特点,级效率随着小流量工况总压升的进一步升高快速下降。
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关键词
高负荷压气机
角区分离
转子
实验研究
数值模拟
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职称材料
跨声速串列转子气动耦合机制分析及优化设计
2
作者
陶源
刘宝杰
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第8期56-64,共9页
串列叶片可以突破常规压气机气动负荷的限制,具有良好的工程应用前景。但跨声速串列转子通道内激波系结构复杂,控制难度较大,导致气动效率偏低。为解决上述问题,利用数值模拟的方法对比了串列转子前排在串列和单转子条件下气动参数、流...
串列叶片可以突破常规压气机气动负荷的限制,具有良好的工程应用前景。但跨声速串列转子通道内激波系结构复杂,控制难度较大,导致气动效率偏低。为解决上述问题,利用数值模拟的方法对比了串列转子前排在串列和单转子条件下气动参数、流场的变化规律,分析了跨声速串列转子前/后排气动耦合机理,并完成了优化设计。结果表明:(1)串列条件下,前排落后角、总压比沿叶高分布规律发生变化,槽道正激波显著增强,是导致跨声速串列转子效率水平低下的根本原因;(2)针对跨声速串列叶型的优化可以实现流场的定制设计,优化后前/后排匹配工作状态及激波结构显著改善;(3)优化后的串列转子失速裕度提升约6%、设计点等熵效率提升约1.5%,证明了本文提出的优化设计思路及方法的有效性。
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关键词
高负荷风扇
跨声速串列转子
气动耦合
激波结构
数值模拟
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职称材料
基于体积力模型的1维涡轮特性评估方法
被引量：
1
3
作者
何杰
邹正平
姚李超
《航空发动机》
2016年第2期22-26,共5页
涡轮低维气动特性评估方法的预测精度对涡轮气动设计有重要意义。基于适用于轴流涡轮特性评估的1维体积力方法,分析和局部调整了Adam和Leonard的1维体积力模型中的叶片力源项和离心力源项,并在特性计算中引入涡轮损失模型。通过1个低压...
涡轮低维气动特性评估方法的预测精度对涡轮气动设计有重要意义。基于适用于轴流涡轮特性评估的1维体积力方法,分析和局部调整了Adam和Leonard的1维体积力模型中的叶片力源项和离心力源项,并在特性计算中引入涡轮损失模型。通过1个低压涡轮和1个含冷气高压涡轮对该方法进行验证,计算结果表明:该方法对2个算例在涡轮设计工况点的流量效率预测偏差均在1%以内,且能够反映涡轮气动特性随膨胀比的变化趋势,具有良好的精度,可用于快速可靠地评估涡轮低维气动特性。
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关键词
涡轮
低维设计
体积力模型
欧拉方程
特性评估
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职称材料
题名
转子尖部角区分离对高负荷压气机性能影响的实验与数值研究
1
作者
于贤君
侯景韬
安广丰
刘宝杰
机构
北京航空航天大学
航空
发动机
研究院
北京航空航天大学航空发动机气动热力国防重点实验室
出处
《推进技术》
北大核心
2025年第2期67-78,共12页
基金
国家自然科学基金(52276025)。
文摘
为了探究转子尖部角区分离对高负荷压气机性能及内部流场的影响,以设计负荷系数为0.46的单级高负荷压气机为研究对象,通过实验与数值计算研究了转子叶尖间隙为0.6%与1.3%叶高的两种情况下高负荷压气机级特性与内部流场细节,分析了转子尖部角区分离对于高负荷压气机性能的影响规律及其流动机制。结果表明,转子叶尖间隙为0.6%叶高时,小流量工况下转子尖部吸力面出现了明显的角区分离;而转子叶尖间隙为1.3%叶高时,小流量工况下转子尖部流动由泄漏流主导。随着小间隙下转子尖部角区分离的增强,转子尖部堵塞与损失剧烈增长;同时,由于转子吸力面径向迁移的增强,小流量工况下转子近轮毂区域损失降低、负荷升高。相应地,压气机级总压升随流量减小表现出“先平缓,再升高,最后快速下降”的特点,级效率随着小流量工况总压升的进一步升高快速下降。
关键词
高负荷压气机
角区分离
转子
实验研究
数值模拟
Keywords
High-load compressor
Corner separation
Rotor
Experiment
Numerical simulation
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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职称材料
题名
跨声速串列转子气动耦合机制分析及优化设计
2
作者
陶源
刘宝杰
机构
中国民航
大学
航空
工程学院
北京航空航天大学
航空
发动机
研究院
北京航空航天大学航空发动机气动热力国防重点实验室
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第8期56-64,共9页
基金
国家科技重大专项(J2019-Ⅱ-0003-0023)。
文摘
串列叶片可以突破常规压气机气动负荷的限制,具有良好的工程应用前景。但跨声速串列转子通道内激波系结构复杂,控制难度较大,导致气动效率偏低。为解决上述问题,利用数值模拟的方法对比了串列转子前排在串列和单转子条件下气动参数、流场的变化规律,分析了跨声速串列转子前/后排气动耦合机理,并完成了优化设计。结果表明:(1)串列条件下,前排落后角、总压比沿叶高分布规律发生变化,槽道正激波显著增强,是导致跨声速串列转子效率水平低下的根本原因;(2)针对跨声速串列叶型的优化可以实现流场的定制设计,优化后前/后排匹配工作状态及激波结构显著改善;(3)优化后的串列转子失速裕度提升约6%、设计点等熵效率提升约1.5%,证明了本文提出的优化设计思路及方法的有效性。
关键词
高负荷风扇
跨声速串列转子
气动耦合
激波结构
数值模拟
Keywords
High loaded fan
Transonic tandem rotor
Aerodynamic coupling
Shock wave structure
Numerical simulation
分类号
V231.1 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
基于体积力模型的1维涡轮特性评估方法
被引量：
1
3
作者
何杰
邹正平
姚李超
机构
北京航空航天大学航空发动机气动热力国防重点实验室
先进
航空
发动机
协同创新中心
出处
《航空发动机》
2016年第2期22-26,共5页
文摘
涡轮低维气动特性评估方法的预测精度对涡轮气动设计有重要意义。基于适用于轴流涡轮特性评估的1维体积力方法,分析和局部调整了Adam和Leonard的1维体积力模型中的叶片力源项和离心力源项,并在特性计算中引入涡轮损失模型。通过1个低压涡轮和1个含冷气高压涡轮对该方法进行验证,计算结果表明:该方法对2个算例在涡轮设计工况点的流量效率预测偏差均在1%以内,且能够反映涡轮气动特性随膨胀比的变化趋势,具有良好的精度,可用于快速可靠地评估涡轮低维气动特性。
关键词
涡轮
低维设计
体积力模型
欧拉方程
特性评估
Keywords
turbine
low dimensional design space
body force model
Euler equation
performance evalution
分类号
V211.6 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
在线阅读
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
转子尖部角区分离对高负荷压气机性能影响的实验与数值研究
于贤君
侯景韬
安广丰
刘宝杰
《推进技术》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
跨声速串列转子气动耦合机制分析及优化设计
陶源
刘宝杰
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于体积力模型的1维涡轮特性评估方法
何杰
邹正平
姚李超
《航空发动机》
2016
1
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职称材料
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