航空学报
航空學報
항공학보
ACTA AERONAUTICA ET ASTRONAUTICA SINICA
2014年
5期
1257-1264
,共8页
高杰%郑群%许天帮%张正一
高傑%鄭群%許天幫%張正一
고걸%정군%허천방%장정일
涡轮%叶顶泄漏流%旋涡破碎%间隙高度%气动损失
渦輪%葉頂洩漏流%鏇渦破碎%間隙高度%氣動損失
와륜%협정설루류%선와파쇄%간극고도%기동손실
turbine%tip leakage flow%vortex breakdown%tip clearance height%aerodynamic loss
采用数值方法联合标准κ-ω两方程湍流模型求解雷诺平均Navier-Stokes方程组,研究了不同间隙高度下GE-E3 (Energy Efficient Engine)涡轮第一级动叶顶部间隙泄漏涡(TLV)的破碎特性及其对泄漏损失的影响.首先描述了泄漏涡的破碎现象,并对其动力学特性进行了理论分析,接着研究了间隙高度对泄漏涡结构及破碎特性的影响,最后对泄漏涡破碎与损失的关系进行了探讨.研究结果表明:涡轮叶顶间隙泄漏涡具有不稳定特性,当泄漏涡具有足够的强度可以克服通道涡卷吸形成完整涡结构时,在叶片后半部分逆压区发生了涡破碎现象,带来了额外的涡破碎损失;间隙高度对泄漏涡破碎位置的影响比较明显,在大间隙下泄漏涡趋于相对稳定;叶顶泄漏流产生的掺混损失以泄漏涡的破碎为标志分为两个阶段,大量的掺混损失发生在泄漏涡破碎之后,这也是叶顶泄漏流产生损失的主要部分.
採用數值方法聯閤標準κ-ω兩方程湍流模型求解雷諾平均Navier-Stokes方程組,研究瞭不同間隙高度下GE-E3 (Energy Efficient Engine)渦輪第一級動葉頂部間隙洩漏渦(TLV)的破碎特性及其對洩漏損失的影響.首先描述瞭洩漏渦的破碎現象,併對其動力學特性進行瞭理論分析,接著研究瞭間隙高度對洩漏渦結構及破碎特性的影響,最後對洩漏渦破碎與損失的關繫進行瞭探討.研究結果錶明:渦輪葉頂間隙洩漏渦具有不穩定特性,噹洩漏渦具有足夠的彊度可以剋服通道渦捲吸形成完整渦結構時,在葉片後半部分逆壓區髮生瞭渦破碎現象,帶來瞭額外的渦破碎損失;間隙高度對洩漏渦破碎位置的影響比較明顯,在大間隙下洩漏渦趨于相對穩定;葉頂洩漏流產生的摻混損失以洩漏渦的破碎為標誌分為兩箇階段,大量的摻混損失髮生在洩漏渦破碎之後,這也是葉頂洩漏流產生損失的主要部分.
채용수치방법연합표준κ-ω량방정단류모형구해뢰낙평균Navier-Stokes방정조,연구료불동간극고도하GE-E3 (Energy Efficient Engine)와륜제일급동협정부간극설루와(TLV)적파쇄특성급기대설루손실적영향.수선묘술료설루와적파쇄현상,병대기동역학특성진행료이론분석,접착연구료간극고도대설루와결구급파쇄특성적영향,최후대설루와파쇄여손실적관계진행료탐토.연구결과표명:와륜협정간극설루와구유불은정특성,당설루와구유족구적강도가이극복통도와권흡형성완정와결구시,재협편후반부분역압구발생료와파쇄현상,대래료액외적와파쇄손실;간극고도대설루와파쇄위치적영향비교명현,재대간극하설루와추우상대은정;협정설루유산생적참혼손실이설루와적파쇄위표지분위량개계단,대량적참혼손실발생재설루와파쇄지후,저야시협정설루유산생손실적주요부분.
