双涵道S形弯管气动性能的数值研究

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1、第28卷第2期2011年4月沈阳航空航天大学学报JournalofShenyangAerospaceUniversityV01．28No．2Apr．201文章编号：2095—1248(2011)02—0030—05双涵道S形弯管气动性能的数值研究张国臣，徐志晖。张秉龙，李光里(沈阳航空航天大学动力与能源工程学院，辽宁沈阳110136)摘要：环型双涵道s形弯管是涡轮风扇发动机中连接风扇和高压压气机的重要部件。采用有限容积法对双涵道s形弯管在不同进气条件下的流场进行了数值研究。计算过程中使用两种不同的湍流模型：标准k一占模型和雷诺应力模

2、型。通过对比可以发现两种湍流模型的计算结果有着明显的差别，尤其是在存在较强剪切应力的区域。此外，还对不同的进气条件(环形管流和均匀来流)对s弯管流场的影响进行了分析。可以看出，不同进气条件中附面层速度剖面的不同能够影响s弯管中轴向速度的分布与发展。关键词：数值研究；s形弯管；环形管流；均匀来流中图分类号：V231．3文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2011．02．007Numericalinvestigationoftheaerodynamicperformanceofatwin-branch

3、S-shapedductZHANGGuo-chen，XUZhi—hui，ZHANGBing—long，LIGuang·li(SchoolofAeroDynamicsandEnergyEngineering，ShenyangAerospaceUniversity，LiaoningShenyang110136)Abstract：Anannulartwin—branchS—shapedductisanimportantcomponentconnectingfanandHPcom-pressorinaturbo—fanengine．This

4、paperintroducesthenumericalinvestigationoftheflowfieldofatwin—branchS-shapedductunderdifferentinletconditionswithfinitevolumemethod．Twodifferentturbulencemodels·standardk-emodelandReynoldsstressmodel-aleutilizedduringthecomputationalwork．Bycorn—paringnumericalresultsof

5、thetwodifferentturbulencemodels，significantvariationCanbefound，especial-lyattheregionwithrelativelystrongshearstresses．Additionally，theeffectofdifferentinletconditions(pipeflowanduniformflowinletcondition)ontheflowfieldofS-shapedducthasbeenanalyzed．ItCanbefoundthatvari

6、ousvelocityprofilesintheboundarylayerunderdifferentinletconditionsinfluencetheaxialvelocitydistributionanddevelopmentoftIleS-shapedduct．Keywords：numericalinvestigation；S—shapedduct；pipeflow；uniformflow弯曲管道内的流动已经成为一个重要的工程流体研究方向。而s形弯管内流体的流动已成为一个典型的研究方向，并引起人们的广泛关注。例如，在s形输

7、油管道、换热器已经得到应用。导弹和战斗机的进气道设计成s形弯曲式管道，可以增强隐身效果、减少飞行阻力。环形双涵道S形弯管是轴流式航空发动机中连接风扇和低压压气机及高低压压气机不可或缺的部件。随着大涵道比民用航空发动机的发展，s形弯管的长度不断缩短、进出口平均半径差逐步增大。因此，在s形弯管中的流场变得更加复杂，气流更易分离‘1。。Bitchford和Kim等研究了将导叶安装在双涵道s形弯管内部流动的情况，并指出连接风扇和压气机的双涵道S形弯管中作用在管道内的气动力比单涵道更大，这主要由于在轴向方向上收稿日期：2010一∞一14作者简

8、介：张国臣(1984一)，男，河南周口人．在读硬士，主要研究方向：航空发动机气动热力学及应用．E—mail：hngehzh@yahoo．tom．Cla；徐志晖(1970一)，女．辽宁沈阳人。讲师．主要研究方向：气动热力学及应用．E-m