《轉靜流線體間靜止流線體尾流抖動特性及調控方法》是依託北京理工大學，由楊策擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：轉靜流線體間靜止流線體尾流抖動特性及調控方法
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：楊策
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
多排轉靜流線體間，靜止流線體尾流抖動行為影響著轉靜流線體間相互作用，尾流和主流的摻混，氣動噪聲特性，還會引起轉動流線體發生振動。已有研究很少涉及多排轉靜流線體間靜止流線體的尾流抖動現象及其調控方法。針對這一問題，本研究工作的主要目的是揭示轉靜流線體間抖動尾流流動形態特性，以及如何對抖動尾流進行調控，使其具有最小的流動損失。為了實現上述研究目的，本工作從以下幾個部分展開：(1)明確靜止流線體表面邊界層形態對其尾流抖動特性的誘導效應；(2)發現上下游轉動流線體時序位置對靜止流線體尾流抖動幅值、摻混損失、輸運特性的影響機理；(3)確定靜止流線體尾流抖動幅值差異性對尾流流動形態演化過程產生的影響；(4)提出靜止流線體尾流抖動幅值、頻率和摻混損失的調控方法。研究結果可以豐富對多排轉靜流線體間靜止流線體尾流抖動特性的認識。
結題摘要
多排轉靜葉片排間，葉片尾流抖動行為影響著葉片排間相互作用，尾流和主流的摻混，氣動噪聲特性，還會引起轉子葉片發生振動。已有研究很少涉及多排轉靜葉片排的尾流抖動現象及其調控方法。針對這一問題，本研究工作的主要目的是揭示轉靜葉片排間抖動尾流流動形態特性，以及如何對抖動尾流進行調控，使其具有最小的流動損失。首先研究了兩排葉片間的轉靜干涉與葉片尾跡抖動行為關係。然後依據三排葉片組成的軸徑流組合壓氣機模型，研究兩個轉靜子干涉同時存在情況下葉輪機械內部尾跡非定常干涉耦合疊加特性，並建立代表多因素的變數疊加模型。借鑑模型分解方法，將某些干涉因素對應變數從疊加公式中分離，用於展示非定常因素時域耦合疊加特徵。研究主要結論如下： (1) 認為下游葉片勢流場是上游葉片尾跡發生抖動的主導因素。下游葉片勢流造成葉片排之間區域周向壓力分布不均。隨著葉片轉動，上游葉片尾跡兩側壓力差正負交變。這個正負變化壓力梯度是葉片尾跡發生抖動行為的驅動力。(2) 描述了上游葉片尾跡對下游葉片尾跡抖動特性的異步干涉現象。上游葉片尾跡通過與下游葉片邊界層干涉方式改變下游葉片邊界層局部厚度，隨後葉片兩側增厚邊界層異步匯入尾跡，影響下游葉片尾跡抖動特性。(3) 中間葉片排尾跡抖動特性是由上下游葉片排共同決定的。當上下游葉片干涉頻率不同時，中間葉片抖動周期為兩個影響因素周期的最低公倍數。當上下游葉片排乾涉頻率相同時，中間葉片尾跡抖動周期與上下游葉片排通過頻率相同。(4) 建立了影響因素耦合疊加公式，成功獲得部分影響因素時域疊加特徵。時域疊加波形圖顯示：當兩個因素以“波峰-波峰”或“波谷-波谷”相對相位疊加時，中間葉片尾跡抖動幅值最大。而當兩個因素以“波峰-波谷”相對相位疊加時，中間葉片尾跡抖動幅值最小。 項目研究結果有助於推進葉輪機械非定常設計體系的建立和實現非定常干涉或多因素耦合干涉的有效組織。
