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摘要
压气机平面叶栅端壁附面层的发展以及吸力面-端壁角区流动分离是造成压气机内部流动损失的重要原因。为了最大程度地减弱角区分离,改善叶栅气动性能,采用数值模拟方法对叶栅通道端壁上微尺度斜坡型涡流发生器进行了几何优化,分析了叶栅流场特性,同时进一步研究了涡流发生器对平面叶栅攻角特性的影响。结果表明:涡流发生器产生的流向涡与通道涡及端壁横向流动相互作用使得通道涡和端壁横向二次流发生偏转,抑制了通道涡向吸力面的发展,并将主流高能流体卷入角区,增加了角区流体动量,削弱了角区分离,使得叶栅出口处流场更加顺畅;涡流发生器的几何尺寸直接影响流向涡的强度;通过依次优化涡流发生器的高度和长宽比,最终确定涡流发生器的最优方案为h=4mm、b=4mm、l=12mm,该方案使得出口截面总压损失降低了7.82%;设计攻角下涡流发生器的作用效果最好,随着正负攻角的增加,损失降低程度下降,其中攻角为-8°和8°时,损失较原型分别下降了1.91%和5.29%。
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