高负荷涡轮流动控制方法研究

admin · 发表于 2023-9-30 12:30:31

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雅宝题库解析：
随着现代航空工业的发展和战争信息化的加强，高空无人侦察机越来越受到重视。美国的“全球鹰”已经应用于实战当中，突显出了无人侦察机的优势，近些年来各国纷纷展开了对高空无人侦察机的研制。由于高空无人机一般是在18km 以上的高空条件下飞行，而且巡航时速度较低，空气密度小，加之发动机尺寸较小，因此发动机内部流动雷诺数很低。在低雷诺数条件下，由于低压涡轮表面的附面层容易分离，会导致涡轮内部流动损失增大，效率降低。流动控制技术为解决这一题目提供了新的研究思路，射流式旋涡发生器（VGJs，Vortex Generator Jets）作为一种先进的主动控制技术逐渐进入人们的视眼。本文采用实验和数值模拟相结合的研究方法。首先，利用已有的实验数据筛选出本文所要采用的CFD软件和相应的湍流和转捩模型。在此基础上数值和实验研究了雷诺数、射流位置、射流倾斜角和射流吹风比对低压涡轮内部分离流动控制效果的影响。结果显示，低雷诺数下低压涡轮性能恶化的原因主要归结于吸力面流动发生了分离，分离导致总压损失大幅增大，此外，雷诺数降低后通道内的二次流动变强，通道涡的强度和范围逐渐增大，进一步增大了总压损失；射流能够抑制分离，使得尾迹区变窄，尾迹核心区内总压损失降低，出口气流角增大；与分离点处射流相比，在分离区内射流控制分离效果更为理想；在本文所研究的范围内，在分离区内采用60度倾斜角时射流效果最好，不仅减小了分离损失，增大了气流的折转能力，而且缓解了端区气流的欠转；存在最佳吹风比，并且吹风比在2到3范围内时较为合适。

高负荷涡轮流动控制方法研究

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