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1、第24卷第12期航空动力学报Vol.24No.122009年12月JournalofAerospacePowerDec.2009文章编号:1000-8055(2009)12-2695-08离心叶轮和扩压器相互作用柳阳威,刘宝杰(北京航空航天大学能源与动力工程学院航空发动机气动热力科技重点实验室,北京100191)摘要:采用定常和非定常数值模拟技术,研究了某跨声离心压气机级内的复杂流动,分析了叶轮与径向扩压器之间的非定常相互作用.结果表明,扩压器的势干扰使叶轮出口静压发生周期性地变化,引起叶轮后部负荷、叶尖泄漏和损失等也产生周期性地变化,影响范围达30%流向
2、弦长.叶轮出口流场的周向不均匀性及非定常性使扩压器进口参数发生周期性的变化,导致扩压器负荷、总压恢复系数分布呈现出较强的非定常性,影响范围贯穿整个扩压器通道.关键词:离心压气机;转静干涉;非定常流动;数值模拟中图分类号:V23113文献标识码:ANumericalinvestigationofimpeller-diffuserinteractioninacentrifugalcompressorLIUYang-wei,LIUBao-jie(NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologonAero-Engines,Sc
3、hoolofJetPropulsion,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100191,China)Abstract:Steadyandunsteadysimulationswereconductedtoinvestigatethecomplicat-edflowinatransoniccentrifugalcompressorwithsplitterblade.Resultsfromthesteadyandunsteadysimulationswerecomparedandthein
4、teractionsbetweenimpelleranddiffuserwerestudiedindetail.Theresultsindicatethattheimpeller/diffuserinteractioncanaffectarangeof30%impellerchordforimpellertrailingedgeonimpellerperformanceandwholechordlengthondiffuserperformance.Thepotentialeffectsofthediffusercausedanunsteadypres-s
5、uredisturbancefortheimpellerexit,leadingtotheunsteadinessofimpellerload,tipleak-ageflowandlosses.Whiletheunsteadinessofimpellerexitflowcausedperiodicalvariationofinletflowconditionsforthediffuser,andtheinletflowanglewasfoundtobethemostsignificantparameterinsettingdiffuserperforman
6、ce,resultinginsignificantunsteadinessofbladeloadandtotalpressurerecoverycoefficient.Keywords:centrifugalcompressor;impeller/diffuserinteraction;unsteadyflow;numericalsimulation离心压气机具有结构紧凑、压比高和稳定工金等部门应用相当广泛.如何设计高性能的离心作范围宽广等优点,在航空航天、能源、化工及冶压气机,在很大程度上依赖于对离心压气机内部收稿日期:2008-11-26;修订日期:2
7、009-03-25基金项目:国防基础预研项目(A0620060430);航空支撑科技基金(04B51004)作者简介:柳阳威(1980-),男,辽宁朝阳人,博士后,主要从事叶轮机气动热力计算研究.E-mail:liuyangwei@126.com2696航空动力学报第24卷流动结构和流动机理的深刻认识,国内外一些学更详细计算方法设置同文献[12].者采用试验和数值模拟的方法对离心压气机内部定常和非定常数值模拟中采用了同一套分区[1-12]流动进行了深入地研究.结构化网格.整个流场网格由叶轮和扩压器两部离心压气机压比高,叶轮与扩压器径向间隙分组成,分别计算3
8、个和5个通道.每个叶轮通道较小,叶轮和扩压器之间存在着强烈的非定常
