高负荷压气机叶栅等离子体流动控制数值仿真与拓扑分析.pdf

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1、2013年10月推进技术0ct．2013第34卷第10期JOURNALOFPROPULSIONTECHNOLOGYVo1．34No．10高负荷压气机叶栅等离子体流动控制数值仿真与拓扑分析王学德，赵小虎，王路成(1．空军工程大学等离子体动力学重点实验室，陕西西安710038；2．中国人民解放军空军第四飞行学院，河北石家庄050000)摘要：为揭示叶栅等离子体流动控制的影响规律与作用机理，对等离子体气动激励前后高负荷压气机叶栅内部流动和拓扑结构进行了对比研究。结果表明：等离子体气动激励抑制叶栅流动分离的作用效果最明显的区域位于总压损失区域与主流区域的

2、边界上；不同等离子体气动激励布局，对固壁面拓扑结构以及奇点总数的影响规律不同；吸力面流向激励通过增强附面层流体抵抗逆压梯度的能力，可以改善叶栅中间叶高流动特性；端壁横向激励通过抑制横向流动，抑制角区流动分离能力较强，并改变叶片展向的负荷分布；组合激励结合了吸力面流向激励和端壁横向激励的作用优势，因而提高叶栅气动性能、降低流动损失的效果最好。关键词：等离子体气动激励；压气机；叶栅；拓扑结构；角区中图分类号：V211．7文献标识码：A文章编号：1001-4055(2013)10—1321—09NumericalInvestigationandTopo

3、logicalAnalysisofPlasmaFlowControlonaHighlyLoadedCompressorCascadeWANGXue—de，ZHAOXiao—hu，WANGLu．cheng(i．EngineeringCollege，ScienceandTechnologyonPlasmaDynamicsLaboratory，Xi’an710038，China；2．TheFourthFlightCollegeoftheAirForce，TheChinesePeople’sLiberationArmy，Shijiazhuang05000

4、0，China)Abstract：Inordertofindtheinfluence1awandmechanismO±plasmafloweontro1．flowstructureandtopologystructureofhighlyloadedcompressorcascadewithandwithoutplasmaaerodynamicactuation(PAA)werestudied．Resultsshowthatthearea，wherePAApreventsflowseparationmosteffectively，islocated

5、atthevergeoftriangularregionwithhightotalpressurelossandmainflow．Thesolidsurfacetopolo—gYstructureanddistributionofsingularpointsarechangedwithdifferentPAAlayouts，butthenumberrela—tionbetweensaddleandnodepointskeepsconstant．ThestreamwisePAAonthesuctionsurfacecanmainlychangeth

6、eflowcharacteristicatmidspan，buthasweakimpactoncornerseparation．ThepitchwisePAAontheendwallcanreducetheaccumulationoflow—energyfluidsatthesuctionsurfaceandendwallcornerbyinhibitingthecrossflow，andthenchangethebladeloadingdistributioninspanwisedirection．Thecontroleffectofstrea

7、mwisePAAonthesuctionsurfacecombinedwithpitchwisePAAontheendwallisamongthebest．Keywords：Plasmaaerodynamicactuation；Compressor；Cascade；Topologystructure；Corner收稿日期：2013-01—22；修订日期：2013-04．07。基金项目：国家自然科学基金(50906100，10972236)。作者简介：王学德(1966一)，男，硕士，副教授，研究领域为等离子体流动控制。E-mail：d1966@12

8、6．。1322推进技术Table1Mainparametersofcompressorcascade1引言Chordlength／mm现