變馬赫數(shù)下大焓降葉片氣動(dòng)性能的數(shù)值研究.pdf

1、深入認(rèn)識(shí)和了解大焓降葉柵的內(nèi)的流動(dòng)特點(diǎn)和氣動(dòng)性能對(duì)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)下一代燃?xì)廨啓C(jī)和先進(jìn)的汽輪機(jī)有重要的意義，本文從進(jìn)口馬赫數(shù)入手，研究和分析進(jìn)口馬赫數(shù)增大對(duì)大焓降葉片的氣動(dòng)性能的影響。
　　本文選擇已有詳細(xì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的大焓降靜葉、動(dòng)葉葉柵作為數(shù)值模擬的模型，使用CFD數(shù)值計(jì)算軟件ANSYS CFX進(jìn)行試驗(yàn)條件下的大焓降靜葉葉柵和動(dòng)葉葉柵的數(shù)值模擬，通過(guò)對(duì)比數(shù)值計(jì)算的結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果對(duì)計(jì)算軟件進(jìn)行校核。校核結(jié)果顯示，數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻

2、合良好。
　　本文使用ANSYS CFX軟件對(duì)大焓降靜葉和動(dòng)葉葉柵分別進(jìn)行了的-10°、0°、10°三個(gè)沖角的0.1至0.8八個(gè)進(jìn)口馬赫數(shù)工況的數(shù)值模擬，并對(duì)數(shù)值計(jì)算的結(jié)果處理分析。模擬結(jié)果顯示，進(jìn)口馬赫數(shù)對(duì)大焓降葉片氣動(dòng)性能的影響是多方面的。本文從葉柵的漩渦區(qū)域位置和大小、馬蹄渦的壓力面分支和吸力面分支的形態(tài)變化、葉表靜壓等值線分布、葉型靜壓系數(shù)沿葉型的分布、總壓損失沿葉高分布、流動(dòng)損失軸向分布六個(gè)方面分析和研究進(jìn)口馬赫數(shù)增大對(duì)

3、大焓降葉片的氣動(dòng)性能的影響。進(jìn)口馬赫數(shù)的增大使大焓降靜葉和動(dòng)葉的壓力面和吸力面的三維流動(dòng)區(qū)有一定幅度的減小，在一定程度上抑制了葉柵內(nèi)的二次流動(dòng)。吸力面、壓力面上漩渦區(qū)域和軸向流動(dòng)損失曲線顯示從0.3馬赫開(kāi)始減弱，在0.4馬赫數(shù)以后較為明顯。這與葉柵通道內(nèi)聲速區(qū)產(chǎn)生的臨界進(jìn)口馬赫數(shù)0.3吻合，說(shuō)明了葉柵中激波系結(jié)構(gòu)對(duì)通道內(nèi)的端壁區(qū)三維流動(dòng)有改善作用。馬赫數(shù)的增大對(duì)上下端壁馬蹄渦渦核位置影響較小，對(duì)馬蹄渦壓力面分支、吸力面分支匯合以及進(jìn)入吸