上端壁流向槽抽吸对带导叶跨声速扇形扩压叶栅性能影响的数值研究.pptxVIP

上端壁流向槽抽吸对带导叶跨声速扇形扩压叶栅性能影响的数值研究汇报人：2024-01-31

CONTENTS研究背景与意义数值方法与模型建立带导叶跨声速扇形扩压叶栅性能分析上端壁流向槽抽吸效果评估与优化建议结论与展望

研究背景与意义01

跨声速扇形扩压叶栅是一种广泛应用于航空发动机和燃气轮机等领域的核心部件。其主要作用是将高速气流转换为静压，提高气流的总压恢复系数和降低流动损失。跨声速扇形扩压叶栅的设计和优化对于提高发动机性能和效率具有重要意义。跨声速扇形扩压叶栅概述

上端壁流向槽抽吸技术是一种主动流动控制技术，通过在叶栅上端壁开设流向槽并施加抽吸，改变叶栅通道内的流场结构。该技术能够有效地抑制叶栅通道内的分离流动，降低流动损失，提高叶栅的气动性能。上端壁流向槽抽吸技术的实现需要借助外部气源和控制系统，因此在实际应用中需要考虑其可行性和经济性。上端壁流向槽抽吸技术介绍

研究目的与意义研究上端壁流向槽抽吸技术对带导叶跨声速扇形扩压叶栅性能的影响，探索该技术在航空发动机和燃气轮机等领域的应用潜力。通过数值模拟方法，揭示上端壁流向槽抽吸技术对叶栅通道内流场结构、气动性能和稳定性等方面的影响规律。为上端壁流向槽抽吸技术的实际应用提供理论指导和优化建议，促进航空发动机和燃气轮机等领域的技术进步和发展。

国内外学者针对上端壁流向槽抽吸技术已经开展了一定的研究工作，取得了一定的研究成果。目前，该技术的研究主要集中在数值模拟和实验研究方面，但尚未形成完善的设计体系和应用规范。未来，随着计算流体力学、实验测量技术和优化算法等技术的不断发展，上端壁流向槽抽吸技术的研究将更加深入和广泛，有望在更多领域得到应用和推广。同时，该技术与其他流动控制技术的结合也将成为未来的研究热点之一。国内外研究现状及发展趋势

数值方法与模型建立02

采用有限体积法对流动控制方程进行离散，该方法具有守恒性、适应性强等优点，适用于复杂流动问题的求解。选用合适的湍流模型来模拟叶栅内的湍流流动，常用的有k-ε模型、k-ω模型等，根据具体流动特点进行选择。采用压力修正法、SIMPLE算法等数值求解方法，对离散后的控制方程进行迭代求解，得到流场的数值解。有限体积法湍流模型数值求解方法数值方法选择及原理介绍

根据叶栅的几何特点和流动特性，确定合适的计算域，包括进口段、叶栅段和出口段等。计算域确定采用结构化或非结构化网格对计算域进行离散化，保证网格质量和计算精度，同时考虑计算效率和收敛性。网格划分进行网格无关性验证，确保网格密度对计算结果的影响在可接受范围内。网格无关性验证计算域与网格划分策略

根据实验条件和流动特性，设置合适的边界条件，如进口总压、总温、气流角等，以及出口静压等。边界条件求解器选择收敛判据根据流动特点和计算需求，选择合适的求解器，如基于密度的求解器或基于压力的求解器等。设定合适的收敛判据，监控残差曲线和流场变量的变化情况，确保计算收敛并达到预定精度。030201边界条件设置及求解器选择

误差分析分析数值计算过程中可能产生的误差来源，如离散误差、迭代误差、舍入误差等，并评估其对计算结果的影响程度。模型验证将数值计算结果与实验结果进行对比，验证数值模型的准确性和可靠性。不确定性量化对数值计算结果进行不确定性量化分析，给出计算结果的置信区间和可能的变化范围。模型验证与误差分析

带导叶跨声速扇形扩压叶栅性能分析03

020401在无抽吸、标准导叶安装角度和额定流量下的叶栅性能。包括总压损失系数、静压升系数、出口气流角等。对基准状态下的叶栅性能进行评估，为后续研究提供基础数据。03采用三维定常RANS方程进行数值模拟，湍流模型选用SSTk-ω模型。基准状态定义数值模拟方法结果分析性能评估指标基准状态下叶栅性能评估

包括抽吸位置、抽吸流量等。抽吸参数定义在基准状态的基础上，改变抽吸参数进行数值模拟。数值模拟方案分析不同抽吸参数对叶栅性能的影响规律，找出最优抽吸参数。结果分析进一步研究在不同流量下，最优抽吸参数的变化规律。流量变化对最优抽吸参数的影响不同抽吸参数对叶栅性能影响研究

导叶安装角度对叶栅性能影响研究导叶安装角度定义导叶与叶栅额定进气角的夹角。数值模拟方案在基准状态的基础上，改变导叶安装角度进行数值模拟。结果分析分析导叶安装角度对叶栅性能的影响规律，找出最优导叶安装角度。流量变化对最优导叶安装角度的影响进一步研究在不同流量下，最优导叶安装角度的变化规律。

流量变化对叶栅性能影响研究流量变化范围包括小于、等于和大于额定流量的情况。数值模拟方案在基准状态的基础上，改变流量进行数值模拟。结果分析分析流量变化对叶栅性能的影响规律，包括总压损失、静压升、出口气流角等性能指标的变化趋势。抽吸和导叶安装角度对流量变化下叶栅性能的…结合前面研究的最优抽吸参数和导叶安装角度，进一步