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對比研究了直葉片葉柵與彎葉片葉柵吸力面角區和下端壁流場顯示的不同表現,發現彎葉片對角區分離流結構影響較大,它對減小端區馬蹄渦尺度和減弱橫向二次流作用明顯。將不同葉柵中三維流向渦(通道渦和集中脫落渦) 沿流向截面內的位置與強度作為研究對象,細致地分析了在采用彎葉片前后渦位置和強度的變化,分析表明兩種渦的位置受彎葉片影響較大;通道渦沿流向的強度變化受彎葉片影響較為明顯,而集中脫落渦強度受彎葉片影響卻很小。來流馬赫數、葉型折轉角和稠度在一定范圍內對彎葉片作用有規律性影響:當馬赫數為017 時,最佳彎角彎葉片降低損失7 % ,而馬赫數為0. 2 時,最佳彎角彎葉片降低損失僅4 %。
關鍵詞:壓氣機;彎葉片;低速;分離流;通道渦;集中脫
2 數值計算方法
本文數值模擬所使用的程序為NUMECA 公司開發的FINE/ TURBO 流場求解器。采用B - L 湍流模型,為了加速收斂計算使用了完全多重網格技術。考慮了進口邊界層的徑向總壓分布,為保證徑向各個截面的攻角相同,進氣角沿徑向是變化的(如圖1) ,進口總溫為294. 34 K,進口馬赫數約為0. 2 和0.7。其中進口馬赫數為0. 2 時,采用NACA65 葉型,出口為徑向平衡分布,中徑靜壓為101. 325 kPa ;進口馬赫數為017 時,采用可控擴散葉型(CDA) ,出口給定流量。圖2 為計算所采用的網格,由于該葉柵的安裝角較小,所以計算網格采用的是結構化的H型網格,流向(z) 、徑向(x) 和周向(y) 網格數分別為129、65 和65 ,共為545025 個網格點。近壁面第一個格點的離開壁面為10 - 5 m。
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