带有风扇叶片的短舱进气道地面涡影响研究

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1、中图分类号：V211.3论文编号：102870218-S029学科分类号：080701硕士学位论文带有风扇叶片的短舱进气道地面涡影响研究研究生姓名王成学科、专业工程热物理研究方向发动机性能与气动力学指导教师李博副教授南京航空航天大学研究生院能源与动力学院二О一七年十二月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergyandPowerEngineeringResearchontheInfluenceofGroundVortexonNacelleI

2、nletwithBladesAThesisinFluidMachineryandEngineeringbyWangChengAdvisedbyAssociateProfessorLiBoSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDecember,2016南京航空航天大学硕士学位论文摘要本文采用数值仿真方法对短舱进气道地面涡的形成和发展进行了研究，分析得出了在短舱进气道内加入叶片进行数值仿真计算的必要性，总结了来流条件、距地面高度等因素

3、对加入叶片后的短舱进气道地面涡的影响规律，得出了不同条件下的地面涡分界线方程。首先，对没有加入叶片的短舱进气道在侧风及逆风来流条件下的地面涡进行了模拟。总结出远场来流速度以及距地面高度都会对短舱进气道地面涡产生一定的影响。在侧风来流条件下，随着侧风来流速度的逐步增加，地面涡会逐渐消失，进气道出口畸变逐渐增加。短舱进气道距地面高度越低，越容易形成地面涡。而逆风条件下所产生的地面涡往往是成对出现的，地面涡强度较弱，进气道的出口畸变较小。其次，对加入四片、八片螺旋桨叶片的短舱进气道分别在侧风以及逆风来流条件下的地面涡进行了模拟。分析得出在短舱进气道内加入

4、螺旋桨叶片后的短舱进气道产生的地面涡强度明显低于不加叶片的短舱进气道产生的地面涡强度，并且地面涡的环量值会随着叶片数的增加而略有增加，而流场的畸变会随叶片数的增加而略有降低。接着，对加入风扇叶片的短舱进气道进行了模拟。分析得出在侧风条件下，加入风扇叶片的短舱进气道地面涡环量随转速的增加而略有增加，但是小于不带叶片的短舱进气道地面涡环量；在来流速度较大时，进气道出口的畸变大于不带叶片的出口畸变指数，但是在相同条件下，加入风扇叶片的总压恢复系数都是高于不带叶片的总压恢复系数。通过侧风滑跑条件下的地面涡模拟，分析得出相同条件下纯侧风的地面涡强度最大，无风

5、滑跑状态的地面涡强度最小。迎风条件下加入风扇叶片的短舱进气道地面涡环量值随来流速度的增加而增加，相同来流条件下的涡量值是低于不带叶片的短舱进气道地面涡环量值。最后，对短舱进气道在典型的距地面高度下，采用实验手段测量了进气道唇口下方近地面的速度分量，初步验证地面涡的存在和实验手段的有效性。关键词：进气道，地面涡，发动机短舱，叶片，总压畸变，数值模拟i带有风扇叶片的短舱进气道地面涡影响研究ABSTRACTInthispaper,theformationanddevelopmentofgroundvortexhavebeenstudiedbymeanso

6、fnumericalsimulation.Andthenecessityofaddingfanbladesinnacelleinlethavealsobeenanalyzed.Theinfluenceoftheflowconditionsandtheheightofthegroundonthegroundvortexofthenacelleinletaddingwithfanbladesweresummarized.Andthegroundvortexboundarylinesunderdifferentconditionswerealsoconc

7、luded.Firstly,thispaperdidsimulationsonthemodelswithnofansunderthecrosswindandheadwindconditions.Thegroundvortexwillgraduallydisappearandtheinletdistortionwillincreasesharplywiththewindvelocityincreasingundercrosswindconditions.Thelowerthenacelleinlet,themorelikelyitistoformth

8、egroundvortex.Whilethestrengthofthegroundvortexunderheadwindc