涡扇发动机吞雨对压气机的影响研究

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1、分类号：密级：_______________UDC：编号：_______________工学硕士学位论文涡扇发动机吞雨对压气机的影响研究硕士研究生：马宇晨指导教师：郑群教授工程领域：动力工程与工程热物理论文主审人：姜斌讲师哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：_____________UDC：编号：_____________工学硕士学位论文涡扇发动机吞雨对压气机的影响研究硕士研究生：马宇晨指导教师：郑群教授学位级别：工学硕士工程领域：动力工程与工程热物理所在单位：动力与能源工程学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学C

2、lassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngTurbofanEngineCompressorPerformanceunderWaterIngestionConditionsCandidate:MaYuchenSupervisor:Prof.ZhengQunAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringEngineeringField:PowerEngineeringandEngineeringThermophysicsDateofSubmission:January,

3、2018DateofOralExamination:March,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解

4、学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日涡扇

5、发动机吞雨对压气机的影响研究摘要航空工业在近几十年内得到了迅速发展，商业飞行需求的不断上升增大了飞机遭遇恶劣天气的可能性。对于商业飞行常见的涡扇发动机，发动机在恶劣天气下运行会吸入大量雨水，造成压气机失速，燃烧室熄火导致发动机降转失效，严重威胁航空飞行安全。压气机作为发动机重要部件，研究吞雨对其性能的影响对于了解雨水对发动机的威胁有重要意义。本文中基于RB211发动机数据，通过ANSYS建立了的具有一级风扇和四级低压压气机的涡扇发动机模型。涡扇发动机的吞雨过程通过两相流CFD计算实现，对涡扇发动机在起飞和飞行慢车工况下吞雨下发动机工作状态进行了模拟，研究了在不同发动机工

6、况下，液滴进口粒径分布，液滴进口处速度，液滴非均匀来流对涡扇发动机工作的影响。通过对涡扇发动机吞雨的研究可知，涡扇发动机吞雨时，相比起飞工况，慢车工况下压气机的性能对液滴的进入更敏感。发动机风扇和进气鼻锥对于风扇截面之后的液滴的重新分布有重要作用。发动机进口水气比对涡扇发动机的工作影响最大，液滴在发动机进口处的粒径分布和进入速度会改变到达风扇截面的液滴状态，进一步影响液滴在风扇截面后的分布。进入发动机的液滴其破碎过程主要发生在发动机进气道和风扇转子叶栅通道内，风扇通道内的激波促使液滴发生破碎，并且激波强度的增强加剧了液滴的破碎过程。从热力学角度分析，在不考虑液膜影响的情

7、况下，水的出现对于风扇和压气机的效率和压比有积极的影响。风扇和压气机的动力需求在涡扇发动机吞雨时会随水气比的增加而上升。非均匀液滴来流中由位于发动机分流环内从进口处进入发动机的液滴对涡扇发动机的工作威胁最大，风扇和进气鼻锥对于液滴的偏转能力随液滴碰撞位置和碰撞角度的不同发生变化。风扇鼻锥前部对于液滴具有良好的偏转效果。本文中的两相流模拟反映了涡扇发动机在吞雨时的工作状态。稳态两相流的计算中未考虑液膜的形成和运动对发动机的影响，进气道对液滴的影响通过液滴的非均匀来流条件代替，详细的进气道几何未被添加到本文的两相流计算模拟中。关键词：两相流；