低雷诺数下低压涡轮叶片振动对分离及转捩的影响机制

作者:张英强; 张燕峰; 朱淼怡; 董旭; 王名扬; 卢新根
来源:航空动力学报, 2024, 39(09): 214-222.
DOI:10.13224/j.cnki.jasp.20220631

摘要

低压涡轮叶片振动显著影响边界层演化过程和流动状态,进而影响气动性能。为了探究低压涡轮叶片振动对分离转捩的影响机制,利用数值模拟手段对比分析了低雷诺数(Re=25 000)下低压涡轮叶片不同频率的振动对吸力面边界层分离及转捩和流动损失的影响。研究表明:叶片因振动与流体产生的相对运动使分离流与主流提前相遇从而引发转捩提前,限制分离泡的发展,缩减分离泡的尺寸,削弱分离泡内部回流掺混。叶片振动使边界层厚度有所减小,削弱了尾缘附近的流动阻塞与尾迹掺混,大幅度降低了分离及转捩过程中的湍流脉动水平,上述变化使总压损失得到了大幅度降低,最高可以降低23.02%,气动性能得到大大改善。

全文