旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子試驗(yàn)系統(tǒng)氣動(dòng)性能數(shù)值研究.pdf

1、為了提高燃?xì)廨啓C(jī)的性能，超/跨聲壓氣機(jī)的研制至關(guān)重要。作為一種新型的超聲速壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子，旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子通過激波對(duì)來(lái)流進(jìn)行高效的減速增壓，可以達(dá)到較高的單級(jí)壓比。本文對(duì)這種激波增壓式的旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子試驗(yàn)系統(tǒng)通流部分進(jìn)行數(shù)值模擬，計(jì)算模型包括進(jìn)口段、導(dǎo)葉段、旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子段及出口支板段。得到整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)的各部件流場(chǎng)參數(shù)并進(jìn)一步對(duì)其性能展開分析。
　　本文首先對(duì)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速下的旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子試驗(yàn)系統(tǒng)通流部分進(jìn)行數(shù)值模擬，得到其最高效率

2、工況和近失速工況的流動(dòng)特性。研究發(fā)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子雖然受到上下游葉柵的影響，但仍可以實(shí)現(xiàn)較高的單級(jí)增壓比。進(jìn)口導(dǎo)葉對(duì)氣流增速并進(jìn)行預(yù)旋偏轉(zhuǎn)，能夠滿足下游旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子對(duì)來(lái)流條件的要求。受下游旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子隔板影響，導(dǎo)葉內(nèi)氣流周向分布不均勻。旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子中間主流和近隔板處經(jīng)歷不同的壓縮過程，中心主流形成λ激波，靠近隔板壓力面?zhèn)燃げㄕ７瓷?，靠近隔板吸力面?zhèn)葎t形成了激波串。出口支板段氣流分布不均勻，在靠近支板壓力面?zhèn)群洼嗇灡诿娓?/p>

3、近氣流流動(dòng)通暢，馬赫數(shù)和總壓較高。
　　之后又進(jìn)行了不同反壓和轉(zhuǎn)速條件下旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子試驗(yàn)系統(tǒng)的數(shù)值模擬，探討了反壓和轉(zhuǎn)速對(duì)旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子試驗(yàn)系統(tǒng)的影響，以此來(lái)分析其變工況性能。結(jié)果表明，旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子特性曲線較常規(guī)亞聲速壓氣機(jī)陡峭，效率-流量特性線存在拐點(diǎn)，而壓比-流量特性線則隨流量降低單調(diào)增加。出口反壓增加時(shí)，導(dǎo)葉段內(nèi)氣流流動(dòng)沿周向方向趨于均勻。旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子流道內(nèi)依次出現(xiàn)斜激波、斜激波/激波串、λ激波/正激波、λ激波