波纹叶片控制扩压叶栅流动分离的DES数值模拟  被引量:4

DES Investigation on Compressor Cascade Flow Control Using Undulating Blade

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作  者:苏丽蓉 羌晓青[1,2] SU Li-rong;QIANG Xiao-qing(School of Aeronautics and Astronautics, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China;Engineering Research Center of Gas Turbine and Civil Aero Engine, Ministry of Education 200240, China)

机构地区:[1]上海交通大学航空航天学院,上海200240 [2]燃气轮机与民用航空发动机教育部工程研究中心,上海200240

出  处:《节能技术》2020年第1期16-20,共5页Energy Conservation Technology

基  金:国家自然科学基金项目(No.51406115);国家科技重大专项(2017-II-0007-0021)。

摘  要:为了研究新型被动流动控制技术-波纹叶片对扩压叶栅流动分离的控制效果并探索其流动机理,本文采用分离涡算法(DES)对0°和8°攻角下的原型和波纹叶片进行数值模拟。研究结果表明:在0°攻角下,波纹叶片对扩压叶栅性能产生的影响非常微弱,总体性能与原型叶栅基本相当,非定常流动具有较好的周期性;在8°攻角下,波纹叶片能明显降低叶栅总压损失、减小流动分离。详细的流场细节分析表明,叶片表面的波纹能诱导产生一对反向旋转的流向涡,有效加强叶栅前缘的局部流动,为附面层的低能流体注入动量,从而提高了附面层抗分离能力,延缓了分离的产生。To investigate the flow control effect and mechanism of a new type of passive flow control technique,undulating blade,DES(Detached-Eddy Simulation)simulations on baseline and undulating blade were performed at 0°and 8°incidence angles.The results show that at 0°incidence angle,the undulating cascade performance is almost identical to that of the baseline,and the flow field maintains visible periodicity.While at 8°incidence angle,undulating cascade suppresses the flow separation,accompanied by the reduction of total pressure loss coefficient.Detailed flow visualization further indicates that pairs of rotating streamwise vortices are induced by undulation configurations to enhance the local flow near leading-edge and reenergize the low-momentum boundary layer,which contributes to the ability to resist and delay flow separation.

关 键 词:扩压叶栅 波纹叶片 流动分离 流动损失 DES数值模拟 

分 类 号:TH133[机械工程—机械制造及自动化] TP183[自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]

 

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