静叶时序对压气机叶片附面层流动影响的数值研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第28卷增刊航空学报Vo1．28Sup．2007年8月ACTAAER0NAUTICAETASTR0NAUTICASINICAAug．2007文章编号：1000—6893(2007)增0S62—08静叶时序对压气机叶片附面层流动影响的数值研究李绍斌，陈浮，颜培刚，王仲奇(1．北京航空航天大学能源与动力工程学院航空发动机气动热力重点实验室，北京100083)(2．哈尔滨工业大学能源科学与工程学院推进理论与技术研究所，黑龙江哈尔滨150001)NumericaIInvestigationoftheEffectOfStatorClocking

2、onBladeBoundaryLayerFlowinCompressorLIShao-bin，CHENFu。，YANPei-gang。，WANGZhong—qi。(1．NationalKeyLaboratoryofAircraftEngine，SchoolofJetPropulsion，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100083，China)(2．ResearchInstituteofPropulsionTheoryandTechnology，SchoolofEnergyScienceandEngineer

3、ing，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)摘要：采用数值方法对两级低速压气机中径处的非定常流场进行模拟，针对压气机第2排静叶两个典型周向位置对动静叶干扰下的叶片附面层流动进行研究。建立尾迹与附面层干扰分析模型，结合叶片壁面摩擦力和近壁面附面层湍动能，详细分析了尾迹和势流干扰下静叶时序改变对叶片附面层流动产生的影响。对第2排静叶附面层的研究结果表明：静叶时序改变了尾迹在其叶排中的输运特征，能够降低壁面摩擦力和近壁面湍动能及其非定常最大波动幅值，影响吸力面附面层内动叶尾迹后沉寂区的宽度。在非定常条件下，尾迹能够诱导静叶层流附面

4、层在尾迹干扰的局部范围内转捩发展为湍流状态，同时高湍流度尾迹的干扰具有抑制逆压梯度下附面层分离的作用，并能够延长层流区的范围。关键词：非定常干扰；时序；附面层转捩；尾迹；压气机中图分类号：V231．3；V211．15文献标识码：AAbstract：NumericalsimulationisappliedtOinvestigatetheunsteadyflowfieldsatthemid—spanofatwo—stagelow-speedcompressor．Detailedanalysisofbladeunsteadyboundarylayerflowofrotor-statori

5、nteractioncon—ditionispresentedbytheanalysismodelofrotorwakeandstatorboundarylayerinteractionundertypicalclockingpositionsofthesecondstatorrOW．TheskinfrictionofsuctionsideandturbulencekineticenergyclosetOthesuctionsidearepresentedtOanalyzetheeffectofstatorclockingonbladeboundarylayerflow．Resul

6、tsoftheresearchonthesecondstatorboundarylayershowthatstatorclockingaltersthetransportationcharacterofthewakesinthestatorflowfield，reducestheskinfrictionandturbulencekineticenergyclosetOthewallaswe11asthemaximumunsteadyfluctuations．Anditalsoaffectsthecalmedregionwidthbehindtherotorwakesinthesta

7、torbladesuctionsideboundarylayer．Underunsteadycondition，thestatorlaminarflowcanbeinducedtOturbulentflowinlocalwakedisturbanceregion(wake-inducedtransition)，andthewakedisturbancewithhighturbulenceintensionisabletOcontroltheboundarylayers