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附面层抽吸位置对旋转冲压压缩转子影响研究

韦狄  
【摘要】:旋转冲压压缩转子作为一种基于激波压缩的新型压缩系统,集超声速进气道及压气机的设计技术于一体,通过轮盘高速旋转使得轮缘处气流达到相对超声速,气流经过轮缘定制的进气流道时产生激波系,进而通过激波对气体进行压缩,它具有单级压比高、重量轻、体积小等特点。旋转冲压压缩转子的工作原理和流动空间狭小的结构特点决定了其内部必然存在较亚、跨声速压气机更为复杂和强烈的激波-激波和激波-附面层的相互干涉作用,这会使附面层更为易于分离,从而导致旋转冲压压缩转子性能的降低。目前国内外对旋转冲压压缩转子的研究基本上还都处于探索性研究阶段,其内部复杂流动的机理有待进一步的认识和理解。本文主要对旋转冲压压缩转子不同位置抽吸时总体性能的影响进行研究。 研究工作主要包括三个部分: 第一部分主要介绍数值模拟工具FLUENT及其所采用的控制方程、湍流模型、差分格式、计算网格的生成和影响质量的关键因素、边界条件以及评判迭代收敛的标准。 第二部分对无抽吸时旋转冲压压缩转子流场进行数值研究,主要借助三维造型软件UG和数值仿真软件FLUENT进行三维造型、数值模拟并探讨和分析其内部流动特性和激波系绐构及壁面附面层的分离情况。 第三部分针对旋转冲压缩转子壁面附面层分离的情况对不同位置抽吸时旋转冲压压缩转子性能和流场做数值研究,分析轮毂抽吸位置的不同对旋转冲压压缩转子波系、附面层分离情况及性能(如压比、效率等)的影响,以确定轮毂最佳抽吸位置。


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