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对比研究了直叶片叶栅与弯叶片叶栅吸力面角区和下端壁流场显示的不同表现,发现弯叶片对角区分离流结构影响较大,它对减小端区马蹄涡尺度和减弱横向二次流作用明显。将不同叶栅中三维流向涡(通道涡和集中脱落涡) 沿流向截面内的位置与强度作为研究对象,细致地分析了在采用弯叶片前后涡位置和强度的变化,分析表明两种涡的位置受弯叶片影响较大;通道涡沿流向的强度变化受弯叶片影响较为明显,而集中脱落涡强度受弯叶片影响却很小。来流马赫数、叶型折转角和稠度在一定范围内对弯叶片作用有规律性影响:当马赫数为017 时,最佳弯角弯叶片降低损失7 % ,而马赫数为0. 2 时,最佳弯角弯叶片降低损失仅4 %。
关键词:压气机;弯叶片;低速;分离流;通道涡;集中脱
2 数值计算方法
本文数值模拟所使用的程序为NUMECA 公司开发的FINE/ TURBO 流场求解器。采用B - L 湍流模型,为了加速收敛计算使用了完全多重网格技术。考虑了进口边界层的径向总压分布,为保证径向各个截面的攻角相同,进气角沿径向是变化的(如图1) ,进口总温为294. 34 K,进口马赫数约为0. 2 和0.7。其中进口马赫数为0. 2 时,采用NACA65 叶型,出口为径向平衡分布,中径静压为101. 325 kPa ;进口马赫数为017 时,采用可控扩散叶型(CDA) ,出口给定流量。图2 为计算所采用的网格,由于该叶栅的安装角较小,所以计算网格采用的是结构化的H型网格,流向(z) 、径向(x) 和周向(y) 网格数分别为129、65 和65 ,共为545025 个网格点。近壁面第一个格点的离开壁面为10 - 5 m。
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