跨音速压气机环形叶栅中端壁翼刀的优化应用

"本文主要探讨了端壁翼刀在跨音速压气机环形叶栅中的应用，通过数值模拟分析了不同位置和高度的端壁翼刀对叶栅性能和二次流的影响。研究发现，适当配置的端壁翼刀可以有效管理二次流并减少总损失，提出在距叶片压力面50%节距处安装高度为3.3mm的翼刀为最佳方案。" 在跨音速压气机设计中，二次流现象是影响压气机效率和稳定性的关键因素之一。二次流通常是由叶片压力面和吸力面之间的流动分离引起的，这种流动不均匀性会增加叶栅的总损失，从而降低压气机的性能。端壁翼刀作为一种有效的流动控制手段，被用于改善这一情况。在本文的研究中，作者杨凌、钟兢军和严红明采用了三维定常纳维-斯托克斯方程（N-S方程）和真实izable k-ε湍流模型，这是一种常见的计算流体动力学（CFD）工具，用于模拟跨音速条件下的复杂流动。 通过数值模拟，研究人员考察了不同周向位置和不同高度的端壁翼刀对压气机环形叶栅性能的影响。他们发现在特定条件下，即在叶片压力面50%节距处安装高度为3.3mm的端壁翼刀，能够显著地改善二次流结构，有效地抑制分离流动，从而降低总损失。这一发现对于优化压气机设计，提升其效率和运行稳定性具有重要意义。 端壁翼刀的作用机制在于扰动边界层，减少壁面的分离点，引导二次流的方向，使其更加有序，进而减小流动阻力和损失。此外，翼刀的安装位置和高度需要精细调整，以达到最佳效果，这需要对流体力学有深入的理解以及精确的数值模拟计算。 在实际应用中，考虑端壁翼刀的布置不仅需要考虑流体力学效应，还需要考虑结构强度、制造工艺以及可能引入的噪声和振动等因素。因此，这项研究的结果为实际工程设计提供了理论依据和参考，有助于工程师在设计跨音速压气机时做出更优的决策，提高压气机的整体性能。 关键词：端壁翼刀，跨音速，压气机叶栅，二次流 该研究属于自然科学领域，特别是在机械工程和流体动力学方面，对于理解和改进跨音速压气机设计具有重要价值。文献标志码A表示这是一项原创性研究，具有较高的学术价值。