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单级低速压气机叶片端区开槽控制研究: 角区分离流动制约了压气机单级的负荷进一步提高,课题组提出的叶片端区开槽技术,可以控制角区分离,扩展压气机的工作裕度。本文通过数值模拟的方法,针对单级低速压气机静子叶片进行了叶片端区开槽控制研究,对比了原型叶片、前置单槽方...; 万忻成唐雨萌柳阳威; 关键词：压气机

一种基于相位度量的低速压气机前失速特征分析方法被引量：1: 2022年; 轴流压气机流动失稳现象是制约高性能航空发动机发展的瓶颈问题之一,为了研究前失速流动不稳定性演化特征并探究及时有效的失速预警方法,对低速单转子轴流压气机周向八组静压时序信号进行分析,提出了一种基于相位度量的压气机前失速特征分析方法。首先发展了时延互相关分析方法,精确捕捉传感器信号间的时滞相位差,分析时延处理后对称信号的时延互相关系数变化特征。其次,基于相关系数提出了一种扰动相位度量,获得了扰动的时空演变特征图像,并基于最大扰动相位持续时间分析了前失速阶段时延互相关系数阶段性变化机理和流动不稳定性特征。分析结果表明:与传统互相关分析相比,时延互相关分析有效地消除了周向空间位置差造成的时序信号时间滞后相位差,排除了周向空间位置的非物理干扰,更好地呈现压气机前失速流动状态的微观物理特征。提出的扰动相位度量不仅可挖掘流动失稳存在的阶段性变化特征,还能用于检测压气机周向几何不均匀性。; 王颖刘正先李孝检刘洋李继超杜娟; 关键词：轴流压气机旋转失速流动失稳

基于伴随方法的单级低速压气机气动设计优化被引量：8: 2020年; 采用梯度方法对某型4.5级压气机最后级进行气动设计优化研究,梯度由连续伴随方法计算确定,多排伴随方程采用伴随掺混面模型进行数值求解。首先,采用基于经验修正的初步设计方法设计带进口导叶的4.5级低速、低压缩比压气机的原始气动外形。之后,在压气机近失速工况对最后级静子叶片进行伴随气动设计优化,通过优化叶型和安装角降低流动损失,目标函数定义为加权求和形式的熵增和流量偏差,优化中对流量进行约束。最后,开展基于伴随方法的多工况气动设计优化研究,改善两个不同转速条件下最后级的气动性能。优化结果表明,基于伴随方法的多排气动设计优化可以通过改变叶片气动外形提升多排全工况气动性能。; 罗佳奇杨婧; 关键词：多工况压气机

涡流发生器和附面层抽吸相结合对于低速压气机叶栅性能的影响被引量：5: 2019年; 为了分析微型涡流发生器(MVG)和附面层吸气(BLS)相结合的方法对高负荷轴流压气机流动特性的影响,将一种弯曲的微型涡流发生器与缝式吸气槽进行不同组合,共组成五组控制模型进行对比。其中,微型涡流发生器安装在叶片上游端壁上,缝式吸气槽位于叶片吸力面靠近尾缘处。计算结果说明:在设计攻角下,COM控制方法在使总压损失明显减小的同时增加静压系数,性能优于单独使用MVG,却不及只使用BLS的控制方法。在失速攻角下,MVG产生的尾涡将位于叶片吸力面-端壁角区之间的低能流体和主流充分混合,使得总压损失大幅度减小了11.54%。在吸气量为1.5%时,COM控制方法可以使总压损失减小达14.59%。; 马姗楚武利张皓光张皓光; 关键词：微型涡流发生器附面层抽吸

多级低速压气机静子通道内流场测量被引量：2: 2019年; 为了揭示多级低速压气机静子通道内部流场结构,深入了解引起静子总压损失的机理,提出了使用2种探针(2根4孔探针和6根不同长度的L型5孔探针)同时测量静子进口截面及静子通道内截面的方案,并以某4级低速轴流压气机的第3级静子为对象,开展了静子进、出口截面及通道内截面的流场测量。结果表明:在静子通道内的流场结构及涡的发展过程中,叶尖区域的角区分离不断发展是造成静子通道内总压损失的主要原因;验证了该测量方法在多级低速压气机静子通道内流场测量方面具有工程应用价值。; 林显巧胡骏王佳宇李骏; 关键词：静子流场测量探针

叶根负荷对低速压气机失稳过程影响实验研究: 2017年; 基于在一台单级低速轴流压气机上发现的增大叶尖负荷可以使其失稳先兆由模态波变为突尖波的现象,一种假设认为失速先兆的类型与压气机径向负荷分布有着密切的联系。对此,设计了一系列实验来验证叶根负荷大小对压气机失速先兆类型及其失稳发展过程的影响。通过在压气机进口安装特殊设计的叶根畸变屏,可以实现压气机工作在不同的径向负荷分布。均匀来流条件下压气机最终的失速是由模态波引起,在此基础上加装叶根畸变屏增大叶根负荷,压气机仍发生模态波型失速,但经过仔细分析数据后发现,由线性增长的模态波转化为最终大幅值旋转失速团的时间间隔却相较增大。在这段过程中,转子进口壁面压力信号显示叶尖区域不存在完整的周向传播扰动。与此同时,叶根处先兆信号幅值相较变大。进一步加大叶根负荷,叶根区域失速先兆的压力脉动变得更加剧烈,使得气流沿叶片径向的流动和掺混加剧,从而进一步延迟了先兆诱发失速团出现的时间。综上,通过研究表明:增大叶根负荷,压气机失稳过程发生改变,失速先兆诱发旋转失速团出现的时间延长;在叶根区域,失速先兆脉动信号随着叶根负荷的增大而愈发强烈;径向负荷分布是影响压气机失稳过程发生变化的重要因素。; 李思敏潘天宇李志平李秋实; 关键词：失稳过程低速压气机

融合式叶尖小翼对低速压气机转子气动性能的影响被引量：15: 2014年; 为了进一步揭示融合式叶尖小翼对压气机转子间隙流动的影响机理,采用数值模拟方法对低速压气机转子加装叶尖小翼控制间隙流动进行研究,着重考察了不同几何宽度及安装方式小翼对转子气动性能的影响。结果显示,叶尖小翼改变了转子中的泄漏涡轨迹,影响着叶片吸力面附面层的分离程度,适当几何宽度的压力面小翼可以在压气机转子效率略有降低的情况下使其失速点流量系数减小8.20%。; 钟兢军韩少冰

轴流压气机旋转失速建模与检测Ⅱ:基于北航低速压气机试验台的实验研究被引量：6: 2014年; 轴流压气机旋转失速和喘振的提前检测对于提高压气机工作效率和稳定性具有重要的意义.本文以北京航空航天大学航空发动机重点实验室的低速轴流压气机实验台为研究对象,基于确定学习理论及动态模式识别方法,开展旋转失速初始扰动近似准确建模和快速检测研究.首先,在压气机机匣壁面周向布置多个动态压力传感器,获取压气机失速前和失速先兆的动态压力信号,基于确定学习理论对旋转失速初始扰动的内部系统动态进行建模;其次,基于以上建模,利用微小振动故障检测方法实现对旋转失速的离线和在线提前检测.实验结果表明,本文所提方法能够在不同转速情况下,提前0.3 s^1 s实现对旋转失速的实时在线检测.; 王聪司文杰文彬鹤张明明王勇侯安平; 关键词：轴流压气机旋转失速喘振模式识别

某低速压气机静叶根部间隙内流动结构分析被引量：2: 2011年; 采用数值模拟方法对某低速压气机静叶根部间隙内的流动结构进行了研究。结果表明,设计工况下,间隙内入口段生成一个中心点结构并快速消散。自35%轴向弦长位置开始,间隙内逐渐生成一系列涡系结构,并在90%轴向弦长位置开始迅速破裂,至95%处全部消散。; 程祖田陆华伟陈浮; 关键词：压气机静叶

某三级轴流式低速压气机零级气动优化设计被引量：6: 2011年; 基于相似理论为某一三级轴流式低速压气机增加一个高效零级使压气机流量增加了12.5%,同时达到增加压比的目的。由于流动缺陷集中在静叶上,利用三维粘性计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)技术对静叶进行重新改型设计:采用可控扩散叶型(Controlled diffusion airfoil,CDA)控制叶片表面速度分布,控制了叶片表面附面层厚度,尾缘逆压梯度减小,很大程度减小了叶栅后半部分的三维分离;为进一步缓解端壁处的低能流体堆积,采用端弯技术,在改善端区流动的同时也很好的改善与原机的匹配,提高零级性能,最终提高新型压气机的效率,达到设计要求。同时分析加零级前后压气机特性曲线,证实喘振裕度得到了保证,分析进出口气流角表明加级后原机部分仍然保持原来的相似运行条件。; 柯婷凤郑群明玉周; 关键词：可控扩散叶型喘振裕度

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