PIV实验分析无动量亏损尾迹与动叶交互影响

"基于PIV实验研究无动量亏损尾迹与动叶相互干涉的流场" 本文主要探讨了无动量亏损尾迹与动叶相互干涉的流场特性，通过粒子图像测速技术（PIV，Particle Image Velocimetry）进行详细实验，旨在改善多级透平机械中的流动效率和性能。作者吴亚东、竺晓程和杜朝辉来自上海交通大学航空航天学院和机械与动力工程学院。 在多级透平机械中，上游叶片产生的尾迹会传递到下游叶片，导致周期性的动静叶相互作用，这对叶片表面的气动和声学性能产生显著影响。为了优化这种相互作用，研究人员关注于尾迹区的流动控制，其中尾缘吹气是一种常见的控制手段。根据动量亏损沿周向积分值，尾迹可被分为纯尾迹、弱尾迹、无动量亏损尾迹和射流等类型。无动量亏损尾迹的实现是通过吹气控制，使得翼型尾迹区的动量亏损沿周向积分值为零，从而改善动叶的进气气流角，减轻尾迹对动叶的负面影响。 文章中提到，早期研究如Park和Cimbala的工作表明，尾缘吹气能消除速度亏损并减少速度波动。Waitz、Brookfield等人的研究则指出，尾缘吹气有助于降低动静干涉噪声。Leitch等人的进一步研究证明，上游静叶尾部吹气可以减少下游动叶的非定常力，并使总压沿周向分布更加均匀，对整体流量影响微乎其微，同时对降低叶片通过频率相关的声学噪声也有积极作用。 通过PIV实验，作者获得了不同吹气量下速度矢量、进气气流角变化、尾迹偏移以及动叶尾迹区速度和涡量的变化数据。这些详细测量结果揭示了吹气对尾迹流动特性和动静叶相互作用的具体影响，为设计更高效、更稳定的叶轮机械提供了实验依据。 关键词：尾迹、无动量亏损尾迹、尾缘吹气、PIV、静动干涉、流场测量。 这项研究深化了我们对透平机械中尾迹流动控制的理解，为提高叶轮机械的效率、减少噪声和疲劳损伤提供了理论支持。未来的研究可能将继续探索更精细的控制策略，以实现更优化的流动条件。