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《哈尔滨工程大学》 2017年
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跨音速轴流压气机三维数值模拟及流场分析

张舟  
【摘要】:压气机作为燃气轮机的核心部件之一,它的性能对整个燃机系统有着很大的影响。而压气机的性能又受到喘振、旋转失速等不稳定流动的制约,这些不稳定流动不仅使压气机的性能受到严重限制,更严重危害了压气机的安全运行。跨音速压气机的压比高,流动更复杂,由于激波的存在,叶顶泄漏涡与之相互作用、泄漏涡在近失速点发生破碎都对失速很有影响。所以对跨音速压气机内部流场进行三维数值模拟有着十分重要的意义。本文使用CFX软件以NASA的Stage35为研究对象,在3种工况下(100%、90%、80%)对其进行了定常数值模拟,分别绘制出压气机的特性曲线,研究了压气机出口处沿径向总压比、总温比、效率和气流角的分布规律,并与实验值进行对比;分别对3种转速下的三种典型工况:设计工况、失速工况和堵塞工况进行了流场分析,对比了压气机在不同转速下内部流场的异同;在此基础上,在100%转速下对压气机进行了非定常计算,将计算结果绘制成流量与压比、温比和效率的特性曲线并与定常计算结果和实验值进行对比,选取非定常计算中出口背压分别为158000Pa、156000Pa和150000Pa的工况点对动叶表面的静压分布进行分析;通过分析95%叶高截面处相对总压的分布、动叶吸力面的极限流线和动压叶顶的泄漏流线,对叶顶泄漏涡的流动及发展情况进行了研究,探究了泄漏涡随时间的变化规律。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TK474.8

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