涡轮导向器几何与气动参数对通道涡影响的实验与数值研究.pdf

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1、第25卷第4期航空学报VoI.25No.42004年7月ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTICASINICAJuIy2004文章编号：1000-6893（2004）04-0348-04涡轮导向器几何与气动参数对通道涡影响的实验与数值研究1222安柏涛，王松涛，韩万金，王仲奇（1.中国科学院工程热物理研究所，北京100080）（2.哈尔滨工业大学能源科学与工程学院热力发动机教研室，黑龙江哈尔滨150001）ExperimentalandNumericalInvestigationonEffectsofTurbineGu

2、ideVaneGeometricandAerodynamicParametersonPassageVortex1222ANBai-tao，WANGSong-tao，HANWan-jin，WANGZhong-gi（1.InstituteofEngineeringThermophysics，ChineseAcademyofSciences，Beijing100080，China）（2.SchooIofEnergyScienceandEngineering，HarbinInstituteofTechnoIogy，Harbin150001，C

3、hina）摘要：通过风洞实验和数值计算，对某型涡扇发动机原型和改型涡轮低压导向器进行了详细的流场测量与数值模拟，以考察在具有大扩张角前置机匣的涡轮导向器流道中，多种几何与气动参数变化对通道涡形成和发展的影响，特别是叶片弯曲对通道涡位置及强度的影响。结果表明：由于导向器进口前的机匣段上端壁子午扩张引起流动分离，并在叶栅进口形成远大于普通叶栅实验的大厚度进口边界层，弯叶片对通道涡位置的影响与其它进口条件下的实验结果有所不同，表现为叶片正弯引起上通道涡核心位置上移，进口分离、大厚度进口边界层以及叶片正弯引起的叶片表面静压变化是造成这一现象的

4、根本原因。关键词：通道涡；弯叶片；流动显示；实验研究；数值模拟中图分类号：V231.3文献标识码：AAbstract：TodiscusstheeffectsofseveraIdifferentgeometricandaerodynamicparametersontheforminganddeveIo-pingofpassagevortexinaturbineguidevanepassagewithagreatmeridionaIdiffusedcasingsection，especiaIIytheeffectsofthecurvedb

5、Iadeonthepositionandintensityofpassagevortex，experimentaIinvestigationandnumericaIsimuIationareappIiedtotheoriginaIandmodifiedturbineIowpressureguidevanesofacertainturbofanengine.Re-suItsshowthatbecauseofinIetseparationandgreatthickinIetboundaryIayercausedbythemeridiona

6、Idiffusedcas-ing，thecurvedbIadehasinverseeffectonthepositionofpassagevortexascomparedtootherinIetcondition，andthepositivecurvedbIadecausestheupperpassagevortextorise，theessentiaIreasonofthisphenomenaisthecommonactionofinIetseparation，greatthickinIetboundaryIayerandposit

7、ivecurvedbIade.Keywords：passagevortex；positivecurvedbIade；fIowvisuaIization；experimentaIinvestigation；numericaIsimuIa-tion［5］弯叶片对流场结构影响特别是对涡系结构尤栅前形成大厚度进口边界层，这一进口条件与［1］其是对通道涡影响的研究成果非常丰富。对目前已知的大部分弯叶片实验有所区别。涡轮叶片来说，正弯导致通道涡向叶展中部移动，1模型及实验与计算方法而反弯使通道涡移向两端部是基本的结论。这一结论的最根本解释是叶片弯

8、曲造成的流道内静压实验中叶栅采用扇形布置，叶片数为6。2套［2］的“C”型分布。最近的实验与数值计算对叶片（原型和改型）叶栅的主要区别是：!子午流道采正弯影响通道涡位置这一现象提出了新的解用不同过渡曲线［6］；"原型为直