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摘要
压气机转子叶片的叶尖间隙泄漏涡是造成其振动故障的重要诱因。通过平面叶栅风洞试验，捕捉叶片振动现象，分析振动模态特征，测量叶尖间隙涡的流动结构。进而，利用等离子体合成射流主动控制叶尖间隙泄漏涡，抑制叶片流致振动强度。并探究了不同射流布局和激励频率的控制效果，厘清了控制机理。研究结果表明来流速度为30 m/s，叶片安装角为15°时，叶片发生了共振。叶尖间隙泄漏涡沿流向0.25及0.5倍弦长横截面为等离子体合成射流主动控制关键位置。在0.5倍弦长截面，相较于朝叶尖端面和叶背喷射，朝叶盆方向喷射的等离子体合成射流控制振动的效果最佳。在激励频率220 Hz时，减小叶片振动应力达31.6%。其控制机理是等离子体合成射流干预了叶尖间隙泄漏流的启动，减小了叶片压力面和吸力面的压力梯度，抑制了叶尖泄漏涡的形成和发展，从而降低了泄漏涡的强度，减小了诱发叶片振动的激振力。
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单位航天学院; 厦门大学
