畸变进气对两级风扇稳定性影响的数值模拟-论文.pdf

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1、第27卷第4期燃气涡轮试验与研究Vo1．27．No．42014年8月GasTurbineExperimentandResearchAug．，2014畸变落、tk摘要：基于多级轴流压气机的逐级特性，建立了一种预估多级轴流压气机在均匀进气和周向畸变进气条件下的喘振边界的一维数值模拟方法。根据动态压缩系统模型，对一台两级风扇的喘振边界进行了数值预测，与基于李亚普诺夫理论的线化一维模型和试验结果的比较表明，该模型能较为准确地预估多级轴流压气机的喘振边界。对畸变进气条件下两级风扇稳定性进行的详细数值分析表明：进气

2、总压畸变在流动过程中会生成总温畸变并伴随着总压畸变的衰减，进气总温畸变则会生成总压畸变并伴随着总温畸变的衰减；反向总温总压组合畸变进气时，畸变衰减快稳定裕度损失小，而正向总温总压组合畸变进气时，畸变衰减慢稳定裕度损失大。关键词：航空发动机；轴流压气机；一维模型；畸变；气动稳定性；数值模拟中图分类号：V23I．3文献标识码：A文章编号：1672—2620f2014104—0001—06NumericalSimulation0fInfluencebyInletDistortiononAerodynamicS

3、tabilityinaTwoStageFanWANGChun—li，QIAOWei—yang(1．JiangxiHongduAviationIndustryGroupCorporationLimited，Nanchang330024，China；2．SchoolofPowerandEnergy，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China1Abstract：Aquasione—dimensiona1．stage-by—stageaxialco

4、mpressionsystemmathematicalmodelfDrsim—ulatingsurgelinewithcleanordistortioninletflowhasbeenconstructedbasedoncompressorstagecharac—teristics．Thesurgemarginofatwostagefanwaspredictedbysimulationaccordingtothedynamiccompres—sionsystemmode1．Comparedwiththe

5、experimentaldataandthelinearmodelbasedonLiapunov’Stheory，itisapparentthatthismodelcanpredicttheaxialflowcompressor’Sstabilitymargincorrectly．AccordingtothedetailednumericalresultsforthestabilityofthetWOstagefan，inlettotalpressuredistortionwillleadtothege

6、nerationoftotaltemperaturedistortionanddecreaseintheflowage，inlettotaltemperaturedistor—tionwillcausetotalpressuredistortiongenerationandreduceatthesametime．Furthermore，inletoppos—ingcombineddistortionofpressureandtemperaturecausedrasticdistortiondecreas

7、eandmoderatestabili-tymarginloss，whileinletoverlapedcombineddistortionofpressureandtemperaturecausecomparativelymoderatedistortiondecreaseanddrasticstabilitymarginloss．Keywords：aero—engine；axialflowcompressor；stage-by-stagemodel；distortion；aerodynamicsta

8、bility；nt1merjca】sjm1】1ation1引言重要组成部分，正常工作条件下，为发动机提供合适的质量流量和增压比，最好能保持气动稳定性。然军用航空燃气涡轮发动机在研制和使用过程而，实际飞行过程中，特别是进行机动飞行和武器发中，经常遇到失稳引起的发动机压缩系统不稳定工射操作时，压缩系统通常要受到进口流场波动和其作问题。压缩系统作为航空燃气涡轮发动机的一个收稿日期：2013-11-29；修回日期：2014—07—28作者简介：王春