上游粗糙元对叶片根部马蹄涡的影响

《上游粗糙元对叶片根部马蹄涡的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第30卷第1期2013年2月沈阳航空航天大学学报JournalofShenyangAerospaceUniversityV01．30No．1Feb．2013广+”+”+。—+-。+”+、}航空宇肮工程}、。+。+。+。+．--6-。+／文章编号：2095—1248(2013)01—0001—04上游粗糙元对叶片根部马蹄涡的影响王建明，祝魁，王虎彬，郑耀辉(沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院)，沈阳110136)摘要：为了消弱叶片根部马蹄涡的强度，提出一种无需额外消耗能量的被动控制手段，在简化了的叶片一平板结构的上游某位置布

2、置一组粗糙元。利用fluent软件采用七一∞SST湍流模型和SIM．PLE算法，数值模拟了不同摆放位置及高度的粗糙元对叶片根部马蹄涡的影响。结果显示任何一种粗糙元都能不同程度地削弱马蹄涡系，放置在距离叶片根部d／T=1(d为粗糙元距叶片前缘距离，丁为翼型最大厚度)处且高度h／T=1／20(h为粗糙元的高度)的粗糙元，在粗糙元后的流动结构与流向涡的空间尺度以及主马蹄涡涡量的综合控制效果较好；另外，相对较高的粗糙元对主马蹄涡控制效果来说是有利的，但会使叶身两侧的流向马蹄涡涡腿远离叶身。关键词：马蹄涡；角区流动；粗糙元；流动控制中

3、图分类号：V211文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2013．01．001Effectofroughnesselementsontheblade-bodyjuncturehorseshoevortexWANGJian-ming，ZHUKui，WANGHu—bin，ZHENGYao-hui(FacultyofAerospaceEngineering，ShenyangAerospaceUniversity，Shenyang110136)Abstract：In0rdertoweakentheh

4、orseshoevortex．theroughnesselementsareplacedupstreamofthebladeontheflatplate．Akindofpassivecontrolmethodisproposed．Withthehelpofcomputationalfluiddy-namicssoftwareFluent，thispapercarriesoutastudyoneffectsofroughnesselements’heightsandpositionsontheturbulentjunction

5、flow．Theresultsshowthatanyroughnesselementscanweakenthehorseshoevor-tex．ThecaseiSproposedwithd／T=1，h／T=1／20(diSdistancebetweenroughnesselementsandtheleadingedgeoftheblade，Tismaximumthicknessoftheblade，hisheightoftheelements)，whichcolli—gatesspatialscaleofelements’w

6、ake，horseshoevortex’Sstream—wisevotex’Sscaleandprimaryhorseshoevortex’Svorticity．Furthermore，theincreasingheightsoftheroughnesselementsarebeneficialtoweakenthemainhorseshoevortex，butthevortexlegswillbefarawayfromtheblade．Keywords：horseshoevortex；junctionflow；roughn

7、esselements；flowcontrol角区结构广泛存在于航空飞行器及动力装置中，如飞机上机翼与机体的连接处、发动机压气机或涡轮中的叶片根部等都是典型的角区结构。由于粘性作用与逆压梯度的存在，角区中边界层产生三维分离流动，流场中会出现具有复杂的演化机理的马蹄涡结构¨。3J。因此不管是在理论基础研究中还是在工程实际应用上，研究角区流动都具有较高的学术价值HJ。一般马蹄涡结构会对系统性能产生不利地影响，如引起流动噪音增强、系统结构振动失稳和增加热损失等，为此近些年来许多学者针对如何消弱甚至消除角区马蹄涡强度的流动控制方法进

8、行了大量地研究。研究的载收稿日期：2012—07—09基金项目：航空科学基金(项目编号：2011ZA54002)作者简介：王建明(1975一)，男，辽宁昌图人，副教授，主要研究方向：实验流体力学、风工程与工业空气动力学，E-mail：jmwan975@163．corn。2沈阳航空航天大学学