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作者:刘卓琦;潘天宇;李宸璋;李秋实;
单位:北京航空航天大学航空发动机研究院;北京航空航天大学能源与动力工程学院;西华大学教育部流体与动力机械重点实验室;
摘要:非定常主动控制是一种高效的压气机稳定边界拓展方法,明确其稳定性改善机制有利于设计有效的扩稳方案。基于试验设置和结果,使用约化后的1/10圆周计算域,开展失速先兆频率的低速压气机叶尖微喷气的非定常数值模拟,并对比有/无激励、近失速和失速演化过程的瞬态流场。结果表明:溢流涡是实壁叶尖的关键流动结构,其在通道内的持续快速增长增强前缘溢流并诱发龙卷风涡产生,是实壁失速起始的标志;激励通过改变叶尖局部压力分布和壁面边界条件,增强叶尖中部泄漏流动和壁面剪切,促进叶尖流体周向移动并抑制溢流涡增长,失速起始对应的流量系数减小1.03%,改善稳定性;激励增强前缘溢流,诱导流场内先产生龙卷风涡,后溢流涡在通道内持续增强,二者共同作用,与实壁相比失速后的流场恶化速度更快。
关键词:低速压气机;;非定常流动控制;;叶尖微喷气;;失速过程;;叶尖泄漏流动;;涡动力学
基金资助:国家自然科学基金(52322603);; 航空发动机及燃气轮机基础科学中心项目(P2022-B-II-004-001);; 北京市科技新星计划(20220484074)~~