机匣处理对压气机间隙流三维数值分析

"压气机间隙流与处理机匣作用的三维数值分析 (2004年)" 这篇2004年的研究论文详细探讨了压气机静子叶栅间隙流和处理机匣对其性能影响的三维数值分析。作者袁巍、周盛和陆亚钧运用Numeca CFD软件进行了计算流体力学(CFD)模拟，以深入理解压气机内部的流动特性。 论文主要关注的是叶栅顶部的间隙区域以及一种特殊的圆弧斜槽处理结构。在没有处理结构的情况下，叶尖间隙区域的流动可能导致气流下洗，干扰叶片通道，从而降低压气机效率。通过引入圆弧斜槽处理，研究人员观察到气流路径被改变，形成了一个允许叶尖漏流通过的通道。这有助于减少漏流对叶片通道的阻塞效应。 研究表明，叶尖附近的主流在叶盆尾缘高压气流的作用下进入斜槽，然后气流以高速从斜槽射入主流。这个高速射流能够有效地清除叶尖附近的不稳定附面层，防止或延迟气流分离，从而增加压气机的失速裕度。失速裕度是衡量压气机稳定运行能力的一个关键指标，扩大这一裕度意味着压气机可以在更宽的工况范围内保持高效工作。 此外，这种动量交换产生的高速射流对主流的作用被认为是提高压气机性能的关键因素。通过改变和引导气流，这种设计减少了二次流损失，进一步提升了压气机的整体效率。论文中提到的"泄漏涡"是叶尖间隙流动中常见的现象，它会带来能量损失，而通过对机匣的处理，可以有效管理这些涡旋，减少其负面影响。 该研究利用数值模拟技术揭示了压气机间隙流控制的创新策略，即通过机匣处理结构来优化叶尖间隙流动，改善压气机性能。这种基于动量交换的高速射流方法为压气机设计提供了新的思路，对于提高航空发动机和工业压缩机的效率具有重要意义。这项工作也强调了CFD在解决复杂流体动力学问题中的重要作用，特别是在优化涡轮机械内部流动方面。