超声速压气机叶栅前缘通道激波损失的鼓包控制研究

作者：刘永振; 徐强仁; 马英群; 赵巍; 赵庆军^*

来源：航空动力学报, 2019, 34(10): 2294-2304.

DOI：10.13224/j.cnki.jasp.2019.10.023

• 激波/边界层干涉
• 鼓包
• 总压损失
• 超声压气机叶栅
• 波系结构

为了有效减小超声速压气机叶栅变进气马赫数条件下的前缘通道激波损失及由激波诱导的边界层分离,提出了一种带有平直过渡区的新型鼓包结构,并采用数值方法详细分析了新型鼓包结构对激波与激波/边界层相互作用机理以及鼓包几何尺寸与位置对控制效果的影响机制。研究结果表明:新型鼓包在迎风侧凹面产生的压缩波系有效削弱了前缘通道激波的强度,鼓包过渡区产生的膨胀波系使边界层流体加速,明显抑制了局部流动分离,并使分离提前再附。当某一超声速压气机叶栅的前缘通道激波入射在鼓包的过渡区范围内,鼓包高度为0.35倍的边界层厚度且鼓包迎风侧与背风侧长度分别为过渡区长度4倍与5倍时,可以实现较好的控制效果。此外,与无鼓包方案相比,新型鼓包结构可使超声压气机叶栅在设计工况下的总压损失减少4.6%,同时超声速压气机叶栅进气马赫数在1.65～1.8范围内仍能取得较好的气动减损效果。

• 单位
  中国科学院大学; 航空宇航学院; 中国科学院工程热物理研究所