压气机叶栅大攻角分离涡特性分析

摘要

本文应用数值仿真手段分析了某压气机静子叶栅的非定常流动特性,对二维平面叶栅流场非定常涡系进行了数值模拟分析;考察了在大的正攻角下,来流马赫数的变化对压气机叶栅分离涡脱落形式和结构的影响,捕捉到了分离涡的产生、脱落与耗散过程,分析了其对叶栅性能潜在的影响效应.计算结果合理地反映了叶栅流场非定常紊流流动特征.为进一步加深对叶轮机械非定常内部流动机理的认识积累了经验和数据.对于同一叶栅进行了定常流场的计算与分析,比较了平面叶栅在不同进口马赫数、不同攻角下的定常流场.通过流场结构分析可以认为,本文得出的数值计算结果在一定程度上是可以为工程设计所作参考的.同时非定常流场时均参数与定常流场基本一致,但非定常流场中分离涡的脱落频率及其引发的非定常气动力不可忽视.最后,本文利用有限元分析软件ANSYS计算分析某压气机进口导叶和第一级转动叶片的前五阶振动模态,为下一步叶片共振和流/构耦合分析提供必要的数据.

目录

文摘

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符号表

第一章绪论

§1.1选题背景

§1.2叶轮机械内部流动国内外研究情况

§1.3外流分离涡和流型发展

§1.4本文要进行的主要工作

第二章计算软件及网格划分方法

§2.1 NUMECA软件介绍

§2.1.1 FINE/TURBO

§2.1.2 FINE/HEXA

§2.2网格生成技术的发展现状

§2.3使用IGGTM生成计算网格

第三章叶栅定常流场分析

§3.1三维可压缩控制方程组

§3.2 Baldwin-Lomax紊流模型

§3.3 计算区域及边界条件

§3.4叶栅定常流场分析

§3.4.1进口马赫数等于0.8时叶栅定常流场分析

§3.4.2进口马赫数等于0.7时叶栅定常流场分析

§3.4.3进口马赫数等于0.9时叶栅定常流场分析

§3.5叶栅在大的正攻角下的定常流场分析

§3.5.1 Mach1=0.8、i=10度时叶栅定常流场分析

§3.5.2 Mach1=0.6、i=10度时叶栅定常流场分析

§3.6小结

第四章压气机叶栅大攻角分离涡分析

§4.1大攻角分离涡数值模拟

§4.2大攻角分离涡分析

§4.2.1进口马赫数等于0.8时叶栅分离涡分析

§4.2.2进口马赫数等于0.6时叶栅分离涡分析

§4.2.3不同进口马赫数叶栅分离涡对比分析

§4.3小结

第五章叶片振动模态分析

§5.1ANSYS软件简介

§5.2算例分析

§5.3叶片模态分析

§5.3.1导向叶片

§5.3.2转子叶片

§5.4小结

附

第六章结论

攻读硕士期间发表的文章和获得的奖励

致谢

参考文献

西北工业大学学位论文知识产权声明书和西北工业大学学位论文原创性声明