CAJ | 학술논문

以某跨音速高负荷压气机叶栅为研究对象,在其吸力面激波投射点下游40%弦长处设计了3种形式的抽吸孔,即顺流45°、逆流45°和垂直抽吸孔.应用数值模拟手段探索其来流超音速时合理的抽吸孔形式和抽吸方案,获取不同抽吸方案时叶栅性能以及流场细节,寻求叶栅性能与抽吸参数的最佳匹配.结果表明在该位置进行抽吸时,抽吸量是决定叶栅性能的主要参数,3种抽吸孔都表现为:①在抽吸量从0.1%到1.2%主流流量的增加过程中,相对于0.1%抽吸工况,叶栅出口马赫数降低17.5%、总压恢复系数提高5.5%、静压升提高8.6%、叶片负荷降低7.5%,但抽吸孔之前负荷增加,叶片负荷前移;②抽吸使得叶片表面激波投射点向下游飘移,激波强度略有增加,但使得其后附面层分离减弱,降低了叶栅损失;③抽吸使得叶栅出口流动更为均匀,尾迹亏损区减小.计算结果还显示3种孔表现出不同的抽吸性能,具体表现为:①随着抽吸量增加,其流量系数增加,但相同抽吸量时逆流45°抽吸孔流量系数始终大于顺流45°以及垂直孔;②顺流条件下,在抽吸孔入口的背风区形成较强漩涡,增加了孔内流动损失,降低了孔的有效流通面积;③随着抽吸角度从顺流45°向逆流45°变化,抽吸孔入口背风区漩涡逐渐消失,增强了其流通能力,降低了孔内流动损失.
이모과음속고부하압기궤협책위연구대상,재기흡력면격파투사점하유40%현장처설계료3충형식적추흡공,즉순류45°、역류45°화수직추흡공.응용수치모의수단탐색기래류초음속시합리적추흡공형식화추흡방안,획취불동추흡방안시협책성능이급류장세절,심구협책성능여추흡삼수적최가필배.결과표명재해위치진행추흡시,추흡량시결정협책성능적주요삼수,3충추흡공도표현위:①재추흡량종0.1%도1.2%주류류량적증가과정중,상대우0.1%추흡공황,협책출구마혁수강저17.5%、총압회복계수제고5.5%、정압승제고8.6%、협편부하강저7.5%,단추흡공지전부하증가,협편부하전이;②추흡사득협편표면격파투사점향하유표이,격파강도략유증가,단사득기후부면층분리감약,강저료협책손실;③추흡사득협책출구류동경위균균,미적우손구감소.계산결과환현시3충공표현출불동적추흡성능,구체표현위:①수착추흡량증가,기류량계수증가,단상동추흡량시역류45°추흡공류량계수시종대우순류45°이급수직공;②순류조건하,재추흡공입구적배풍구형성교강선와,증가료공내류동손실,강저료공적유효류통면적;③수착추흡각도종순류45°향역류45°변화,추흡공입구배풍구선와축점소실,증강료기류통능력,강저료공내류동손실.