改进开槽结构提升叶栅性能的CFD模拟研究

本文主要探讨了在轴流式压气机叶片设计中的一个重要改进，即一种新的开槽结构对叶栅性能的影响。基于先前研究中利用小槽出口射流控制叶片吸力面分离气流的理念，研究者在此基础上提出了一种改良的开槽结构。这项研究采用了计算机流体动力学（CFD）方法，对原始的两段式平行直线转折槽和改进后的槽结构进行了数值模拟，以对比两者在叶栅流场特性上的差异。 通过模拟分析，结果显示，改良的槽道结构显著提升了叶栅的性能。改进的设计能够实现更高的气流转折角，这意味着空气在叶片上的流动更加高效，从而增加了静压升，即气体在通过叶片时所获得的静压增值。此外，改良的槽道还带来了较低的总压损失，这有助于减少能量消耗，提高压气机的整体效率。 文章特别强调了槽道出气角对叶栅性能的重要影响。通过设计并分析不同出气角度，研究发现出气角的调整能够在一定程度上调节气流的分布和叶片的负载分布，进一步优化了叶栅的工作状态。然而，这方面的具体效果和最佳出气角的选择仍需深入研究。 关键词包括“叶栅”、“叶片开槽处理”、“射流”、“附面层”和“流场性能”，这些都是讨论的核心概念，分别代表了研究的对象、处理方法和技术指标。该研究不仅对现有开槽结构进行了优化，也为叶栅设计提供了新的思路和优化参数的选择，对于提高轴流式压气机的性能和稳定性具有实际应用价值。 本文的研究成果发表于《空军工程大学学报（自然科学版）》第13卷第5期，得到了国家自然科学基金项目的资助，作者王如根教授及其团队对这一领域的贡献有助于推动航空发动机技术的发展。通过深入的数值模拟和实验验证，该研究为理解并改进叶片气动特性，尤其是在高压环境下工作的压气机叶片设计提供了重要的科学依据。