王博
- 作品数：7 被引量：15H指数：2
- 供职机构：西北工业大学动力与能源学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国航空科学基金国家建设高水平大学公派研究生项目更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术更多>>
- 轴流压气机转子叶顶流场对微喷气的响应机制研究被引量：2
- 2017年
- 为了揭示叶顶流场对微喷气的响应机制,深入探究微喷气扩稳机理,以高负荷轴流压气机转子为研究对象,通过求解三维雷诺时均N-S方程对其进行了5通道高精度非定常数值研究。借助时间精确的数值模拟,获得了实壁和喷气工况下压气机转子的基元级性能、总性能和叶顶流场非定常特征。研究发现,在相同流量水平下,较之实壁工况,微喷气可以显著改变叶顶流场非定常特征的时空分布,削弱叶顶流场的自激振荡幅值。微喷气通过改变叶顶瞬态攻角对流场施加影响,叶栅掠过喷嘴过程中,正对喷嘴部位的攻角会发生突降,流场扩压程度和阻塞水平关于攻角突变的响应呈现出强烈的时滞性和非线性,攻角突降所诱导出的低阻塞水平在时域内持续时间约为低攻角水平持续时间的3倍。微喷气能够提高叶栅的承载能力,增强其对时均攻角的耐受力,拓宽流量裕度,增大吸力面分离在诱发流动失稳过程中的贡献比例。
- 吴艳辉杨国伟杨国伟陈智洋王博
- 关键词：轴流压气机
- 轴流压气机角区分离的研究进展被引量：10
- 2017年
- 角区分离是一种常发生于轴流压气机"吸力面-端壁"角区的三维分离现象,该现象以及随之产生的流场堵塞和流场损失会对压气机的稳定工作和效率造成不良影响,严重时会发展为"角区失速"。随着现代轴流压气机单级负荷的提升,角区分离所产生的负面影响日益突出,严重阻碍了高负荷压气机的发展,各种主动、被动流动控制方法也因此被广泛应用于角区分离的流动控制。首先,从角区分离对轴流压气机性能的影响、角区分离的流场特征和角区失速的判别准则3个方面对轴流压气机角区分离的流动机理研究进行了回顾,详细讨论了角区分离的影响因素、角区分离的流动拓扑分析以及角区失速的定义与判别方法。其次,对三维叶片设计、翼刀与凹槽、旋涡发生器、非轴对称端壁造型、射流式旋涡发生器、等离子体气动激励以及附面层抽吸与附面层射流7类流动控制方法的研究进展进行了回顾,重点探讨了这些流动控制方法在抑制角区分离方面的应用,并给出了这些流动控制方法的对角区分离的作用机制。最后,对角区分离领域的研究现状进行了简要地总结,指出了现有角区分离的机理研究和流动控制研究所存在的不足,并对该领域未来的发展进行了展望。
- 吴艳辉王博王博刘军
- 关键词：轴流压气机
- 亚音轴流压气机叶尖微喷气扩稳机理探讨
- 2017年
- 为了探索叶顶微喷气对轴流压气机的稳定性影响,本文以西北工业大学某高负荷亚音速轴流压气机的孤立转子为研究对象,采用实验和数值模拟相结合的方法,研究了叶顶微喷气对压气机的扩稳效果和作用机理.研究结果表明,高速喷气降低了转子叶顶载荷,将压气机的流量裕度拓宽了5.6个百分点。相对于原实壁工况,喷气之后在原失稳边界流量上,削弱了由叶尖二次涡所诱导出的流场非定常脉动,而该非定常脉动与突尖形失速先兆的形成密切相关,由此推迟了压气机失稳。且存在临界攻角,随着节流程度增加,当叶顶攻角达到与原实壁工况相对应的失稳攻角后,压气机再度失稳。
- 吴艳辉王博王博杨国伟彭文辉陈智洋
- 关键词：轴流压气机稳定性非定常流动
- 基于端壁L形凹槽的扩压叶栅角区分离控制
- 2024年
- 为了解决用于控制压气机角区分离的旋涡发生器技术存在的不足,以高速扩压叶栅为研究对象,深入探究了利用端壁L形凹槽结构产生的流向涡抑制压气机角区分离的流动控制策略。首先,通过引入标准造型空间和函数叠合思想,为端壁L形凹槽结构发展了一种便捷且通用的参数化建模方法,并基于该方法开展了端壁L形凹槽的优化设计。通过比较原型叶栅和最优方案的流场仿真结果发现:端壁L形凹槽可以通过其产生的槽道分离涡来有效阻挡横向二次流,切断端壁低能流体向角区的供应,从而显著缓解角区反流、阻止角区分离伴生旋涡的形成,能够在宽广的攻角范围内显著改善叶栅的气动性能。对比不同Pareto最优方案的计算结果发现:槽道分离涡的旋涡强度决定了凹槽对横向二次流的控制效果以及引入附加流动损失和堵塞效应的严重程度,这是影响流动控制效果的关键因素。然后,将基于Sobol指标法的灵敏度分析方法与控制变量法相结合分析了设计参数对端壁L形凹槽流动控制效果的影响。结果表明:凹槽切向位置、凹槽深度、上游凹槽宽度和上游凹槽长度对凹槽的流动控制效果影响较为显著;其中凹槽切向位置主要影响槽道分离涡距离吸力面角区的远近,而后三者则主要影响槽道分离涡的旋涡强度。最后,基于以上分析,总结了端壁L形凹槽的设计参数选取原则。
- 王博吴艳辉黄令举王子胥
- 关键词：扩压叶栅
- 扩压叶栅叶尖非定常流动的涡动力学机理被引量：2
- 2020年
- 为了揭示压气机叶尖区旋涡结构与流动非定常性之间的关联,采用URANS对一亚声速平面扩压叶栅在不同攻角下的流场进行了求解,并借助Q判据提取了叶尖瞬态涡系结构。结果表明:泄漏涡的破碎现象能够通过诱导新的涡结构间接作用于相邻通道的叶尖流动,是导致叶尖流场失稳的关键因素。在-0.3°和+0.7°攻角下,叶尖泄漏涡发生了螺旋破碎,并伴随有非定常诱导涡的出现,诱导涡对相邻叶片载荷的影响使得叶尖泄漏涡发生周期性摆动;在+1.7°攻角下,泄漏涡破碎会导致反流涡的形成,反流涡的输运会给叶片载荷和来流攻角带来非定常扰动,反过来又会作用于泄漏涡的破碎和反流涡的生成,最终表现为一种自维持的非定常流动现象。
- 王博吴艳辉
- 关键词：叶尖泄漏涡
- 轴向引气位置对自循环机匣扩稳的能力的影响机制研究
- 为了揭示不同轴向引气位置自循环处理机匣的扩稳机制,明确轴向引气位置对自循环机匣扩稳能力的影响,以某亚声速轴流压气机孤立转子为研究对象,进行了5通道时间精确的数值研究。通过数值模拟,得到了三种不同轴向引气位置自循环机匣的压...
- 吴艳辉杨国伟王博熊瑞婧梁田
- 关键词：轴流压气机机匣处理稳定性
- 文献传递
- 亚音轴流压气机转子转速对叶尖区非定常流的影响被引量：1
- 2017年
- 为了探究不同转速对某亚音轴流压气机叶尖泄漏流非定常性的影响,采用动态压力测量技术获得不同转速机匣壁处压力信号。试验测量表明,在近失速工况压力信号的频谱出现表征旋转不稳定性的特征频率驼峰。其驼峰峰值处频率随转速的提高相对减小。在此基础,分别进行不同转速的多通道数值模拟。数值模拟中,叶尖区的静压监测信号频谱与试验具有一致性,转子叶尖存在逆转子传播的周向行波。该周向行波对应了试验中的旋转不稳定现象。进一步的数值模拟流场分析表明,该周向行波在53%设计转速时是源于叶顶泄漏流自我维持的非定常性。在71%设计转速时,在某些时刻泄漏涡发生破碎并参与到周向行波的形成过程。
- 陈智洋吴艳辉杨国伟安光耀王博
- 关键词：轴流非定常性试验测量
