風(fēng)扇-壓氣機(jī)動(dòng)態(tài)失速過(guò)程和多尺度非定常氣動(dòng)穩(wěn)定性研究.pdf

1、南京航空航天大學(xué)博士學(xué)位論文風(fēng)扇壓氣機(jī)動(dòng)態(tài)失速過(guò)程和多尺度非定常氣動(dòng)穩(wěn)定性研究姓名：屠寶鋒申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專(zhuān)業(yè)：航空宇航推進(jìn)理論與工程指導(dǎo)教師：胡駿200912風(fēng)扇壓氣機(jī)動(dòng)態(tài)失速過(guò)程和多尺度非定常氣動(dòng)穩(wěn)定性研究ii計(jì)算結(jié)果均與試驗(yàn)結(jié)果相符，說(shuō)明計(jì)算程序可以用于預(yù)測(cè)風(fēng)扇壓氣機(jī)的三維非定常動(dòng)態(tài)失速過(guò)程。利用該計(jì)算程序還研究了高壓壓氣機(jī)和跨聲速風(fēng)扇的動(dòng)態(tài)失速過(guò)程，結(jié)果表明，該計(jì)算程序不僅能夠模擬模態(tài)波式動(dòng)態(tài)失速過(guò)程，也能夠模擬尖脈沖式動(dòng)態(tài)失

2、速過(guò)程，既能夠計(jì)算旋轉(zhuǎn)失速也能夠計(jì)算喘振。對(duì)高壓壓氣機(jī)兩種軸對(duì)稱(chēng)總靜壓升特性時(shí)的動(dòng)態(tài)失速過(guò)程進(jìn)行了計(jì)算分析，結(jié)果表明，軸對(duì)稱(chēng)總靜壓升特性沿徑向分布規(guī)律的變化不會(huì)影響失速先兆的類(lèi)型，但是會(huì)影響失速團(tuán)最先出現(xiàn)的位置。風(fēng)扇壓氣機(jī)內(nèi)部包含著多種不同尺度的非定常流，氣動(dòng)不穩(wěn)定流態(tài)（旋轉(zhuǎn)失速和喘振）是壓氣機(jī)內(nèi)部特殊的非定常流。無(wú)論在均勻進(jìn)氣條件下還是在周向進(jìn)氣畸變條件下，風(fēng)扇壓氣機(jī)氣動(dòng)失穩(wěn)均是一個(gè)涉及多種尺度非定常流的氣動(dòng)穩(wěn)定性問(wèn)題，應(yīng)該從多尺度非

3、定常氣動(dòng)穩(wěn)定性的角度出發(fā)，分析失穩(wěn)前內(nèi)部非定常流的變化情況，才能夠在風(fēng)扇壓氣機(jī)氣動(dòng)穩(wěn)定性研究中，如實(shí)地揭示氣動(dòng)失穩(wěn)的機(jī)理，合理地預(yù)測(cè)穩(wěn)定邊界，有效地提高可用穩(wěn)定裕度，盡可能地降低需用穩(wěn)定裕度。為了初步探索風(fēng)扇壓氣機(jī)中的多尺度非定常氣動(dòng)穩(wěn)定性，本文以一臺(tái)雙級(jí)低速軸流壓氣機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)大尺度非定常外部擾動(dòng)下的風(fēng)扇壓氣機(jī)多尺度非定常氣動(dòng)穩(wěn)定性進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明，風(fēng)扇壓氣機(jī)多尺度非定常氣動(dòng)穩(wěn)定性是存在的，大尺度非定常擾動(dòng)會(huì)影響內(nèi)部的非定