工程熱物理所壓氣機(jī)氣動(dòng)性能研究取得新進(jìn)展

　　角區(qū)分離是軸流壓氣機(jī)中普遍存在的一種流動(dòng)結(jié)構(gòu)，尤其是在非設(shè)計(jì)工況下，角區(qū)分離會(huì)導(dǎo)致壓氣機(jī)效率減小，增壓能力下降。為了進(jìn)一步提升壓氣機(jī)氣動(dòng)性能，需要深入認(rèn)識(shí)角區(qū)分離的流動(dòng)機(jī)理和影響因素。針對(duì)這一科學(xué)問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)實(shí)驗(yàn)室科研團(tuán)隊(duì)采用平面葉柵實(shí)驗(yàn)與三維CFD數(shù)值模擬相結(jié)合的手段，對(duì)壓氣機(jī)典型工況下的角區(qū)分離流動(dòng)結(jié)構(gòu)以及損失特性進(jìn)行了深入探究。

　　圖1為壓氣機(jī)平面葉柵總壓損失隨來(lái)流攻角的變化曲線(xiàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)與數(shù)值計(jì)算結(jié)果對(duì)比證明了三維CFD程序具有較好的可信度。

　　圖2和圖3分別為設(shè)計(jì)工況和角區(qū)失速工況下葉片三維流場(chǎng)結(jié)構(gòu)以及柵后總壓損失云圖。由于在數(shù)值計(jì)算模型中加入了轉(zhuǎn)捩模型，因此可以較好地捕捉到葉柵吸力面層流分離泡現(xiàn)象。在設(shè)計(jì)工況下，發(fā)生了輕微的角區(qū)分離，柵后損失也較小。在角區(qū)失速工況，角區(qū)分離占據(jù)了更大的展向和弦向范圍，柵后高損失區(qū)域明顯增大。

　　上述研究結(jié)果表明，不同工況下壓氣機(jī)角區(qū)分離流動(dòng)結(jié)構(gòu)和損失會(huì)有所不同，隨著來(lái)流攻角增大，角區(qū)分離影響范圍會(huì)擴(kuò)大，損失也會(huì)增加。相關(guān)成果已收錄于《航空動(dòng)力學(xué)報(bào)》以及《工程熱物理學(xué)報(bào)》等期刊?？蒲袌F(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步探究軸流壓氣機(jī)角區(qū)分離的影響因素，從而探索更為行之有效的壓氣機(jī)角區(qū)分離控制手段。

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