收藏本站
《南京航空航天大学》 2014年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

可压缩性对脉冲射流控制流动分离的影响及其分析

付勇  
【摘要】:级压比是衡量压气机性能的一个重要指标,而增加级压比将使压气机叶栅流动面临分离。旨在控制流动分离的非定常流动控制技术因其利用流动本质上的不稳定性,相较于定常流动控制技术,在达到相同控制效果的情况下能量输入较小,成为近年来倍受关注的研究热点。本文基于一种无源脉冲射流控制技术,引入了POD本征正交分解分析方法,开展了非定常激励控制压气机叶栅流动分离的数值模拟研究,主要工作有: 1、针对叶栅非定常分离流结构复杂以及直接分析困难,引入了本征正交分解(POD)方法用于非定常流场分析,并结合高亚声速流动的可压缩对POD内积方式的进行了修正,解决了可压缩性状态下速度场与密度场的耦合性问题,使得POD内积方式对动能模态的分解兼顾了物理意义。 2、POD分解得到的各阶模态中,除一阶模态反映平均流特性之外,其余各阶模态均反映了脉动结构,且二、三阶模态所捕捉的脉动结构能量份额相近,其周期性与主流分离涡特性较为相近。低阶模态占据系统大部分动能,因此可以通过集中分析低阶模态的特性来总体把握流场动力学特性。一定攻角状态下,随着进口马赫数的提高,分离位置后移,叶背分离涡主频增加,流动不稳定性与可压缩性增强,POD分解得到低阶模态结构形态发生变化,脉动结构区域向叶背吸力面压缩,二三阶脉动结构模态时间系数的周期变短。 3、在本文研究的不同进口马赫数范围内,且当射流频率与分离涡主频接近时,脉冲射流控制效果最为显著,但随着进口马赫数的增加,脉冲射流控制效果有所减弱。相较于低速流动状态,高亚声速状态下流场内涡系结构更加复杂,此时在有效激励信号作用下,流场内涡系结构的改善幅度相对较差。 4、在一定频率范围的脉冲射流作用下,流场内脉动能量转化为平均流能量,且其转化幅度受进口马赫数及射流频率的影响。通过接近于分离涡主频的微小脉冲射流的注入,流场内低阶模态脉动结构形态产生了明显的改变,实现了脉冲射流与流场中大尺度脉动结构的相干与整流,脉动能量向平均流能量的转化幅度最为显著,流场内分离涡的周期性更为显著。 5、研究了叶栅脉冲射流器与分离区压力非定常波动的耦合作用,其中高亚声速状态下,扩压叶栅叶盆叶背较大的静压差可产生明显的脉冲射流,且射流波形主要受流道的周期性开关影响;此时在有效频率的脉冲射流作用下,叶栅相对总压损失系数降低了16.94%,叶片表面压力系数有了明显提升,无源脉冲射流控制技术是一种有效的叶栅流动控制方法。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TH45

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 周盛,侯安平,弓志强,陆亚钧,葛劲东;关于轴流压气机的非定常两代流型[J];航空学报;2005年01期
2 熊红亮,袁格,李潜,崔尔杰;可压缩自由剪切层纹影试验研究[J];流体力学实验与测量;2003年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王明年,杨其新,袁雪戡,杨忠;公路隧道火灾温度场的分布规律研究[J];地下空间;2003年03期
2 李国庆,赵菊梅,钟新樵;秦岭终南山公路隧道火灾试验竖井通风的研究[J];地下空间与工程学报;2005年03期
3 王桂芝,赵长禄;汽油机工作过程数值模拟的研究进展[J];车辆与动力技术;2004年02期
4 汪小卫;金平;蔡国飙;;一种单喷嘴推力室燃烧内流场的方法[J];北京航空航天大学学报;2009年09期
5 李斌;王锁芳;刘勇;;轴承腔内油气两相流动与换热的数值模拟[J];重庆理工大学学报(自然科学版);2010年11期
6 刘丹;王世英;郭宝;;造纸垃圾焚烧炉改造前后炉内过程数值模拟分析[J];中华纸业;2009年12期
7 赵春宇;李斌;鞠玉涛;;环向进气固体火箭冲压发动机补燃室流场数值模拟[J];弹箭与制导学报;2008年02期
8 陈星莺;李刚;廖迎晨;余昆;;考虑环境成本的城市电网最优潮流模型[J];电力系统自动化;2010年15期
9 张华良;王松涛;王仲奇;;采用壁面吸气改善叶栅性能的数值模拟[J];动力工程;2006年06期
10 王增辉;南宝江;张晓卫;杨玉新;;冲压式气动激光器掺混燃烧数值分析及优化[J];电子机械工程;2010年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 席勇;杨贵生;杨满江;;隧道火灾烟气控制数值模拟研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(3)[C];2009年
2 徐德明;魏敦崧;卢志龙;周高云;;平板式全预混燃烧器的开发研究[A];中国土木工程学会城市燃气分会应用专业委员会2010年年会论文集[C];2010年
3 李金英;郑洪涛;穆勇;;燃气轮机燃烧室燃烧流场的数值计算[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
4 刘书贤;孙国刚;时铭显;;出口结构对粗旋流场的影响[A];中国颗粒学会第六届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集(下)[C];2008年
5 胡彦杰;宁靖卫;李春忠;丁宏秋;;多重射流燃烧反应器内轴向温度分布的数值模拟及其对纳米颗粒粒径的影响[A];颗粒学最新进展研讨会——暨第十届全国颗粒制备与处理研讨会论文集[C];2011年
6 周盛;郑新前;侯安平;熊劲松;;轴流压气机非定常两代流型Ma数效应研究[A];第十届全国分离流、旋涡和流动控制会议论文集[C];2004年
7 李志平;弓志强;陆亚钧;李秋实;;轴流压气机内非定常两代流型的实验验证[A];第十届全国分离流、旋涡和流动控制会议论文集[C];2004年
8 崔尔杰;;空天技术发展与现代空气动力学[A];近代空气动力学研讨会论文集[C];2005年
9 崔尔杰;;分离流、涡运动及流动控制——纪念陆士嘉先生逝世20周年[A];第十一届全国分离流·涡运动和流动控制会议论文选集[C];2006年
10 于帆;张欣欣;张炳哲;焦吉成;苏秀梅;;顶燃式热风炉燃烧室烧嘴角度的优化设计[A];第七届全国工业炉学术年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 穆勇;燃气轮机双燃料燃烧室流场及污染排放数值研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 徐远纲;大型电站锅炉掺烧印尼煤的研究与应用[D];华中科技大学;2010年
3 程磊;受限空间煤尘爆炸冲击波传播衰减规律研究[D];河南理工大学;2011年
4 夏强;固体燃料冲压发动机工作过程研究[D];南京理工大学;2011年
5 郑秋亚;基于Navier-Stokes方程的复杂流动数值模拟精度与并行计算研究[D];西安电子科技大学;2011年
6 王裕明;工业污泥与煤矸石LCFB混烧特性数值模拟及试验研究[D];重庆大学;2010年
7 陈艳容;煤矸石和煤层气循环流化床混烧关键影响因素研究[D];重庆大学;2011年
8 郭培卿;双旋流合成气非预混燃烧特性的实验研究与数值模拟[D];上海交通大学;2011年
9 黄利亚;镁基水冲压发动机内部燃烧过程与燃烧组织方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
10 林鹏云;高温条件下焦炭反应特性实验研究及层燃数值模拟[D];上海交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈佩;三级轴流压气机湿压缩特性数值研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张哲衡;高能燃料燃烧流场的数值模拟与结构设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 吴曙亮;横向来流对等离子点火器点火区域的影响[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 赵光耀;烟流逆流层及火区下风侧局部风流参数数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 丁宏秋;气相燃烧合成Al_2O_3纳米材料及结构[D];华东理工大学;2011年
6 汤皓元;预混合氢氧焰燃烧制备纳米二氧化硅技术研究[D];昆明理工大学;2008年
7 王潜;烟煤锅炉掺烧褐煤的数值模拟和试验研究[D];东北电力大学;2011年
8 冯丹华;非标柴油/二甲醚混合燃料在增压柴油机上的应用研究[D];太原理工大学;2011年
9 徐建;进气变组分可控性及其燃烧控制研究[D];吉林大学;2011年
10 王丹;中庭类建筑火灾烟气流动规律的研究与数值模拟[D];河南理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 刘景梅,周盛;叶轮机械新流型探索雏议[J];航空动力学报;1995年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李君;高传昌;;自激脉冲射流技术研究与应用进展[J];南水北调与水利科技;2013年04期
2 李善继;;电液压脉冲射流出口压力极值的计算[J];机械;1991年01期
3 杨清文;一种简单的大流量脉冲射流系统[J];煤矿机械;1997年06期
4 唐川林;胡东;裴江红;;自激振荡脉冲射流动态特性的实验研究[J];水利水电技术;2006年12期
5 王乐勤,焦磊,徐如良,李江云;脉冲射流作用下驻点压力特性的试验研究[J];工程热物理学报;2005年01期
6 李家军;额日其太;;脉冲射流强化圆柱喷流混合的三维数值模拟[J];北京航空航天大学学报;2007年07期
7 高传昌;雷霆;王好锋;陈艳;;低压大流量自激式脉冲射流喷嘴装置性能参数试验研究[J];华北水利水电学院学报;2010年02期
8 高传昌;赵礼;刘新阳;黄晓亮;;淹没条件下自激脉冲射流冲蚀试验研究[J];排灌机械工程学报;2012年01期
9 赵礼;高传昌;刘新阳;刘彩萍;;结构参数和运行参数对自激脉冲射流装置性能的影响试验[J];水利水电科技进展;2012年06期
10 肖素梅,殷国富;磨液脉冲射流抛光机设计[J];组合机床与自动化加工技术;2004年10期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 张宇;罗振兵;王林;邓雄;;横向脉冲射流增强气气混合的数值研究[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
2 唐川林;胡东;裴江红;;自激振荡脉冲射流喷嘴频率特性的实验研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文摘要集[C];2007年
3 顾声龙;陈立红;张新宇;;脉冲射流的高频发生器的实验测量[A];第七届全国实验流体力学学术会议论文集[C];2007年
4 唐川林;胡东;裴江红;;自激振荡脉冲射流喷嘴频率特性的实验研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
5 唐川林;吴霞;;串联型脉冲喷嘴的实验研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文摘要集[C];2007年
6 徐聪;黄毅;;免维修的脉冲射流混合器[A];中国核学会核化工分会放射性三废处理、处置专业委员会学术交流会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王健;低频自激脉冲射流发生机理及其频率调制研究[D];武汉大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 贾学臣;负压脉冲射流洗井机理研究[D];中国石油大学;2008年
2 申硕;淹没条件下自激脉冲射流的动态特性及冲蚀实验研究[D];湖南工业大学;2013年
3 孙汉梅;负压脉冲射流提高钻速实验研究[D];中国石油大学;2007年
4 赵礼;水下自激吸气脉冲射流装置性能研究[D];华北水利水电学院;2012年
5 饶冬;负压脉冲射流发生器的设计研究[D];西南石油大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026