航空发动机流场及温度场几个关键问题研究

摘要

导出了保证低温涡轮盘腔模型内流场和温度场与实际高温涡轮盘腔内流场和温度场相似所需的相似准则,利用两个不同尺寸的转静系盘腔模型的数值仿真模拟验证了结论的正确性.获得了自由盘流场三维无量纲速度分布的解析解,通过编程计算获得了自由盘流场的三维无量纲速度分布及无量纲温度分布的数值解;在此基础上首次获得了等温自由盘与非等温自由盘边界层内无量纲温度分布的解析解;对比无量纲速度和无量纲温度的数值解与解析解,发现速度与温度的数值解与解析解都很好地吻合.获得了楔形流层流边界层内无量纲速度场与温度场的解析解,给出了亚音速恒壁温边界条件下无量纲温度的拟合解及超音速绝热壁面边界条件下楔形流无量纲温度的拟合解.利用数值模拟软件获得了支板外部气流的速度与温度分布,揭示了支板层流边界层内速度和温度的变化规律.对支板气体喷射冷却及再生冷却进行了数值模拟研究,发现气体喷射冷却与再生冷却对支板均有较好的热防护作用,支板内冷却流道壁面粗糙及采用航空煤油作做冷却介质时冷却效果较好.设计并着手搭建模拟燃烧室出口燃气温度光纤测量实验台及压气机动态温度模拟实验台.利用组合热电偶进行了压气机气流动态温度测量,试验结果表明补偿算法可消除热电偶热惯性引起的测量值动态误差.