《第二代可控擴散葉型的流動機理研究》是依託北京航空航天大學，由於賢君擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：第二代可控擴散葉型的流動機理研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：於賢君
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
第二代可控擴散葉型是航空發動機高性能壓氣機設計中的一項先進技術，是國際各大發動機公司的核心技術之一，關於其流動機理的研究報導較少。本項目擬在國內率先開展其流動機理的研究。首先利用經過三維流場測量結果校驗的壓氣機內部複雜流動數值模擬方法，系統研究可控擴散葉型負荷分布形式對轉靜子近端壁複雜流動結構及壓氣機性能的影響，分析第二代可控擴散葉型的設計特點和規律。然後在低速大尺寸壓氣機試驗台上，發揮其尺寸大測量精度高的優勢，對比測量採用第一代和第二代可控擴散葉型技術設計的壓氣機轉靜子內部的詳細流場，通過深入分析轉靜子出口的三維速度和損失分布，以及靜子不同葉高位置的表面壓力分布和表面極限流線，並結合數值模擬研究結果，總結第二代可控擴散葉型的流動機理，為我國突破該先進技術提供理論支持。
結題摘要
第二代可控擴散葉型是航空發動機高性能壓氣機設計中的一項先進技術，是國際各大發動機公司的核心技術之一，關於其流動機理的研究報導較少。本項目在國內率先開展其流動機理的研究。首先利用經過三維流場測量結果校驗的壓氣機內部複雜流動數值模擬方法，系統研究可控擴散葉型負荷分布形式以及幾何參數變化對轉靜子近端壁複雜流動結構及壓氣機性能的影響，分析了第二代可控擴散葉型的設計特點和規律。發現第二代可控擴散葉型設計的關鍵在於在基元葉型設計階段採用考慮AVDR沿流向變化的準三維設計，基於該認識進行了兩套不同負荷第二代CDA葉型葉柵實驗，驗證了數值模擬所得結果的可靠性。通過深入分析，並發展初步的第二代CDA葉型設計方法，發現要準確地考慮AVDR的變化需要展開對典型端壁複雜流動的深入研究，並發展相應的堵塞模型。因此，在上述研究基礎之上，以低速大尺寸壓氣機試驗台為基礎，進行了端壁複雜流動對葉片性能影響的機理研究，著重研究了葉尖泄漏流動的堵塞非線性變化規律，以及端壁三維角區分離導致流動堵塞的影響因素研究。在上述機理研究的基礎之上，針對低速大尺寸壓氣機高負荷試驗件Stage-B進行了第一代CDA葉型和第二代CDA葉型的設計，並進行了這兩套試驗件的詳細實驗測量。測量過程中利用氣動探針、熱線和油流顯示技術等多種技術結合，測量了各排葉片進出口的詳細流場。最後，基於積累的大量實驗資料庫，進行了葉尖泄漏和端壁三維角區分離堵塞模型的模化分析研究，建立了相應的模型，並進行了初步的校驗。
