吸力面翼刀高度调控压气机叶栅流场性能优化

本文主要探讨了吸力面翼刀在压气机环形叶栅中的重要应用，针对2011年的研究成果，该论文由杨凌、钟兢军和严红明三位作者在大连海事大学轮机工程学院以及哈尔滨工业大学能源科学与工程学院合作完成，发表于《大连海事大学学报》第37卷第2期。研究的核心内容是通过三维定常N-S方程和Realizable k-ε湍流模型，对CDA环形叶栅进行了深入的数值模拟，对比分析了四种不同高度（3.3mm、其他未详）的吸力面翼刀对环形叶栅流场结构和性能的影响。 首先，研究发现加装吸力面翼刀后，对叶栅端壁附近的周向压力梯度产生了显著的改善，有效地控制了二次流动，这是优化压气机性能的关键因素。二次流动是指气流在叶片内部偏离主流线的非主流流动，它可能导致效率下降和噪声增加。 其次，各翼刀方案下的叶展中部流动状况相较于原型叶栅有所提升，这意味着叶片的稳定性增强，减少了分离线的高度，这有利于减少叶栅的能量损失。分离线是指气流离开叶片表面时形成的一种边界，其高度的降低意味着更少的气流分离，从而减少了气动阻力。 此外，研究还揭示了一个重要的规律，即随着吸力面翼刀高度的增加，叶栅的能量损失系数并非单调变化，而是呈现出先减小后增大的趋势。这表明存在一个最佳的高度，即3.3mm，能够在计算范围内实现较好的二次流动控制，同时保持或优化压气机的整体性能。 关键词包括压气机叶栅、吸力面翼刀、二次流、分离线和叶栅损失，这些关键词反映了论文的核心研究内容和目标。在整个研究过程中，作者采用了先进的数值模拟方法，为压气机设计提供了理论依据，有助于提高压气机的工作效率和稳定性能，对于航空、船舶和其他需要高性能压气机的领域具有实际应用价值。