三维非定常进气畸变模拟程序：风扇/压气机性能研究

"三维非定常进气畸变快速数值模拟程序" 在航空发动机的设计与运行中，压气机进口的流动均匀性对于确保其高效稳定工作至关重要。然而，实际飞行条件下，由于各种因素如飞行姿态变化、空气动力学干扰等，压气机进口流场往往会出现畸变，这会直接影响压气机的稳定裕度、增压比和效率。因此，研究进气畸变对压气机性能和稳定性的具体影响是当前工程领域亟待解决的关键问题。 针对这一挑战，本文提出了一种基于三维欧拉方程加体积力模型的非定常数值模拟程序，旨在快速准确地模拟进气畸变对风扇和压气机性能的影响。这种模拟方法基于物理学的基本原理，能够精确描绘在非均匀流场中工作的压缩系统以及叶片通道内的三维非定常流动现象，从而揭示流动畸变的内在机制。 该程序的一大优势在于其高效性，只需较少的计算资源就能实现对风扇全环面的三维非定常畸变流场模拟。通过实例应用，该程序模拟了特定航空发动机在稳态总压畸变条件下的风扇性能和流场结构，并与实验数据进行了比较，结果显示，模拟结果与实测数据高度吻合，证明了该程序预测气流畸变对压气机特性影响的能力。 此外，程序还计算了稳态总温畸变、动态总压振荡以及温度脉冲对风扇流动结构的影响，计算结果与现有的畸变试验和理论研究相一致，进一步验证了该程序在模拟稳态和动态总温、总压畸变对压气机流动结构和特性影响方面的准确性和可靠性。 关键词：风扇/压气机；进气畸变；周向平均体积力模型；三维非定常流 该三维非定常进气畸变快速数值模拟程序为理解和优化航空发动机在复杂进气条件下的性能提供了强大的工具，对于提高发动机的稳定性和效率具有重要的理论与实践意义。通过运用这一模拟技术，工程师们可以在设计阶段就预测和规避可能的性能问题，从而提升发动机的整体性能。