压气机合成射流的流动控制机理.pdf

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1、硕士学位论文压气机合成射流的流动控制机理FLOWCONTROLMECHANISMOFSYNTHETICJETINALOW-REACTIONCOMPRESSORCASCADE贾俊哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TK472学校代码：10213国际图书分类号：621.438密级：公开工学硕士学位论文压气机合成射流的流动控制机理硕士研究生：贾俊导师：王松涛教授申请学位：工学硕士学科：动力机械及工程所在单位：能源科学与工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TK472U

2、.D.C:621.438DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringFLOWCONTROLMECHANISMOFSYNTHETICJETINALOW-REACTIONCOMPRESSORCASCADECandidate：JiaJunSupervisor：Prof.WangSongtaoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：PowerMachineryandEngineeringAffiliation：Schoo

3、lofEnergyScienceandEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着现代航空技术的发展，对压气机性能的要求不断提高，负荷不断增加，使得压气机内的流动状况变差，严重时会出现流动分离，严重影响其性能。为了抑制流动分离，流动控制技术被应用于压气机内。合成射流作为一种先进的流动控制技术，相对其他流动控制技术有明显的优势，为显著提升压气机性能提供

4、了高效的方法和途径，因此，研究合成射流对压气机流动控制的机理对于提升压气机性能具有重要的意义和价值。本文采用数值模拟的方法，分别在二维和三维叶栅内考察合成射流对流动控制的影响。在二维叶栅内，主要考察单缝合成射流的激励参数对流动控制的影响，激励参数包括激励频率、动量系数、射流偏角、激励位置，激励频率的作用是对流场施加周期性扰动，在合适的条件下将原叶栅的分离流动转化为合成射流与叶栅内流体相互作用的周期性流动，动量系数主要影响合成射流向叶栅内的动量注入量，射流偏角影响合成射流对近壁流动的作用强度及向叶栅内注入的切向动量大小，激励

5、位置则影响合成射流的注入动量在叶栅内的分布，同时考察了双缝合成射流对流动控制的影响，双缝合成射流在合适的参数下比单缝合成射流具有更好的抑制叶栅流动分离的能力。在三维叶栅中，单缝合成射流的动量系数影响合成射流向叶栅内的动量注入量，激励位置影响合成射流动量注入在吸力面及端壁角区的分布，从而影响吸力面及角区的流动分离，射流偏角主要影响合成射流对近壁流动的作用强度及切向动量的大小；同时激励器布置方式也被考察以抑制流动分离。通过对二维、三维叶栅内合成射流的考察，合成射流对叶栅流动分离的流动控制机理是合成射流通过流体的输运、剪切、掺混

6、作用实现注入动量在易发生流动分离位置的恰当分布以改善边界层的速度分布,从而抑制流动分离。不同形式的合成射流对流动控制的影响不同，实质上是由于合成射流注入叶栅内的动量分布不同，从而对流动分离的影响不同。关键词：压气机；合成射流；流动控制机理；流动分离；边界层；动量分布-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofmodernaircrafttechnology,itisafactthatthecompressorperformancebecomeshigher,whichmean

7、sthattheloadofcompressorsbecomeshigher.Withtheincreaseoftheload,flowconditionsbecomebadinthecompressor,andflowseperationcanappearunderextremeconditionwhichhasabadimpactontheperformanceofcompressors.Tosuppressflowseparation,flowcontrolisappliedinthecompressor.Asana

8、dvancedflowcontroltechnique,syntheticjethasadominantadvantageoverotherflowcontroltechniques,whichprovidesaneffectivemethodinimprovingcompressorperforman