高负荷低压涡轮非定常相序研究

来源 :中国民航大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:AceAcer
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
低压涡轮在航空发动机中的重量占比较大,因此减小涡轮重量对于对航空发动机减重至关重要。现在对低压涡轮的减重思路主要有两种:一是减少涡轮的叶片数,二是降低涡轮的轴向长度。前者会导致单个叶片的载荷上升,而后者会增加叶片排之间的相互影响。大量的研究表明转静之间的相序效应会对涡轮效率产生很大的影响,因此本文利用典型的高负荷低压涡轮叶型T106A对时序效应及其损失产生机理进行研究。本文的研究手段主要以数值仿真为主,并利用实验验证,对紧凑型高负荷低压涡轮的时序问题开展了以下三方面的研究:(1)上游尾迹与下游势流间的不同耦合方式对低压涡轮总体性能的影响,寻求两者间的最佳耦合方式。本文通过Isight软件自动化寻求上下游最佳的耦合方式,结果表明0deg和180deg相位分别为总压损失最大和最小的相位角。(2)在寻优结果的基础上分析了两个工况下的分离转捩状态、边界层积分参数、KH涡卷起以及瞬态分析。结果表明不同相位的差异是由于势流造成的压力扰动与速度扰动的相位,这将影响尾迹诱导转捩带来的湍流损失与寂静区之间相互作用。0deg相位对边界层边缘速度的扰动较大,大尺度扰动会诱导产生大尺度的全展向涡,这意味着剪切层与主流之间存在较强的能量掺混,带来更大的能量耗散。同时这种大尺度扰动在尾迹尾部接触到叶片前缘时,会产生强Klebanoff条纹并在之后的流动过程中放大,条纹的强度比180deg相位的大,条纹在到达分离区域时使K-H结构迅速破碎,加速了转捩进程。(3)在寻优结果的基础上对0deg和180deg两个相位进行分析,从雷诺应力与湍流变形功两个角度,通过研究雷诺应力的四象限分析、湍流变形功各项的贡献和POD动力学分析,深入分析了不同相位之间的湍流损失机制。结果表明,不同流向位置雷诺应力四象限分布规律有所不同,且Q2的强度与卷起涡的强度有直接关系。壁面法向剪切应力对湍流损失的贡献最大,且由于流向剪切应力与壁面法向剪切应力的做功相反,因此湍流生成率应是两者的净收益。
其他文献
低压涡轮作为涡扇发动机的重要转子部件,其性能直接关系到发动机经济性能,而叶片负荷的提高使得端区二次流对气动性能的影响不可忽略。在定常工况下,各运行条件下的端区二次流发展具有显著差异。在静子叶栅通道中必然存在由上游转子叶片脱落的周期性尾迹,其使得下游叶栅端区二次流具有明显的非定常性,为了更好地理解端区流场以及尾迹扫掠下的端区二次流非定常特性,以使其能够用于实际发动机的设计过程,本文针对这一流动现象开
学位
串列叶片作为一种被动流动控制手段,可以大幅度突破常规叶片气动负荷的限制,成为下一代高负荷压气机研究领域的热点之一。当前针对超音串列叶片内部复杂流动机制的认识尚不系统深入,限制了串列叶片在跨音风扇/压气机中的工程应用。为此,本文以级负荷系数0.45的压气机风扇进口级转子叶尖(90%叶高)流动为背景,利用数值模拟的方法对来流马赫数1.65的超音串列叶型设计技术展开以下研究。首先,本文针对超音串列叶型流
学位
自明朝后期始,我国长期施行闭关锁国政策。1686年以后,清朝政府为振兴经济,逐渐解除海禁政策,“令出洋贸易,以彰富庶之治”,设广州十三行专营对外贸易。在此背景下,东方温润瑰丽的瓷器与西方华丽典雅的纹章碰撞出火花,形成了极具艺术特色的纹章瓷。纹章瓷既是中国古代瓷匠精心烧制的一种产品,也是广州十三行对外贸易的一种商品,更是特殊历史背景下融汇中西的一种文化。这种由不同文化体系相互接触后导致文化变化的现象
学位
2017年,《“十三五”时期文化产业发展规划》正式颁布,财政部、文化部等相关部门从财政、税收、科技、金融、土地、消费引领等方面为文化产业发展持续释放政策红利,国家财政文化体育与传媒专项支出累计超过1.8万亿元。作为文化产业的核心子产业,传媒产业总规模稳定攀升。“十三五”期间,我国传媒产业总规模从2016年的16270亿元增加至2020年的25229亿元,年复合增长率达到8%,显著高于GDP增长速度
学位
文章使用2010年中国家庭追踪调查(CFPS)基线数据和2018年追访数据,研究了留守经历对农村儿童成年后受教育水平的影响以及非认知能力的中介效应。研究发现:第一,童年时期父亲外出务工会提高农村儿童成年后的受教育水平;第二,童年时期母亲外出务工整体上并未对农村儿童成年后的受教育水平产生显著影响,但是对农村女孩成年后的受教育水平有显著的消极影响;第三,父亲外出务工会通过非认知能力中的顺同性、外向性和
期刊
飞机前轮摆振是一种有害的自激振动,目前抑制摆振最有效的方式是加装减摆器。油液式减摆器对摆振激励的改变不能实时调节,导致相关结构不必要的高疲劳,缩短起落架使用寿命,其效果尚有一定改善和提升空间。磁流变(MR,Magnetorheological)减摆器通过电流控制磁场强度,进而改变磁流变液(MRF,Magnetorheological Fluid)黏度,输出实时变化的阻尼力,以适应不同的激励情况来改
学位
通信管理功能作为机载ACARS系统的核心功能,实现了空地通信链路的连接和报文数据的编码解码功能。但是,随着集成电路的不断发展和航电系统的迭代更新,现在的机载ACARS系统并不适用IMA分区操作系统的体系架构。为解决这个问题,本文提出了将机载ACARS系统的通信管理单元集成到分区操作系统的方法,利用公共的计算资源、网络资源和标准化的软件接口,实现通信管理单元的综合化模块化,一方面可减少飞机的设备数量
学位
自互联网普及后,数字社会的版图逐渐扩张,与现实社会重叠愈加明显,媒体融合发展进程加快。近年来兴起的短视频媒介也呈现融合趋势,其中,纪实短视频二次创作作品尤为突出地展现了融合的多重样态。纪实短视频因具备个体主观视角情境记录的独特性,成为海量短视频中率先被挖掘深层价值的素材,再被二次创作成新的视听作品。依据创作主体的不同,可分为用户制作的“网生”合集、突发新闻的短视频实践,以及平台与专业团队联合推出的
学位
飞机燃油箱的燃烧爆炸是飞机发生灾难性事故的重要原因之一,所以必须采取有效措施对飞机燃油箱内部的燃油蒸汽和氧浓度进行控制,保证燃油箱防火抑爆的性能,以保证全飞行过程中的安全性。随着中空纤维膜制备技术的提高和惰化系统飞行测试的成功,目前中空纤维膜机载制氮惰化系统已广泛运用于民航飞机中,在其系统体积重量、稳定性、经济性和制氮效率方面对比其他燃油箱惰化技术均具备突出的优势。论文在提高我国民航飞机国产化比例
学位
低压涡轮中轮缘封严流常用于防止主流高温燃气倒灌入腔内,而当封严流从腔体流出后,会对叶栅通道内的流动造成极大影响,进而影响到涡轮整体气动性能。此外,伴随着高负荷叶型的不断发展,端区二次流损失所占比例逐步上升,封严流对端区流动的影响成为涡轮性能优化中亟需考虑的关键问题。因而在高负荷低压涡轮设计理念的背景下,课题基于PACKB叶型系统性地分析了封严流对低压涡轮端区二次流的影响,并针对封严流所带来的附加气
学位