目录
摘要 ....................................................................................................................................................... I ABSTRACT .............................................................................................................................................. I II 目录 ................................................................................................................................................... VII 主要符号说明 ...................................................................................................................................... X 第一章绪论 .. (1)
1.1研究背景和意义 (1)
1.2压气机内部不稳定流动研究现状 (4)
1.2.1 旋转失速及失速初始扰动 (4)
1.2.2 旋转不稳定性 (9)
1.2.3 叶顶区域非定常流动 (17)
1.3本文主要研究内容 (19)
第二章轴流压气机转子实验研究方法 (21)
2.1低速轴流压气机实验台 (21)
2.2气动特性实验 (22)
2.2.1 测量方案 (22)
2.2.2 测量设备 (24)
2.2.3 五孔探针标定 (24)
2.2.4 不确定度评估 (28)
2.2.4.1 不确定度评估的意义和方法 (28)
2.2.4.2 气动特性测量的不确定度评估 (29)
2.2.5 压气机气动特性曲线 (30)
2.3转子机匣壁面动态压力测量 (31)
2.3.1动态压力传感器及数据采集设备 (31)
2.3.2传感器安装方式 (33)
2.3.3动态压力数据处理 (34)
2.4 PIV测量系统 (35)
2.4.1 PIV测速原理 (35)
2.4.2 PIV实验布置及系统组成 (37)
2.4.3 CCD相机标定 (40)
2.4.4 PIV实验不确定度分析 (41)
2.5 本章小结 (43)
第三章轴流压气机转子的数值模拟方法 (45)
3.1数值模拟方法 (45)
3.1.1控制方程 (45)
3.1.2湍流模型 (47)
3.2压气机流场的计算过程及求解方法 (49)
3.2.1计算模型及网格 (49)
3.2.2求解方法及边界条件 (52)
3.2.3非定常计算脉动压力信号采集方法 (52)
3.3计算结果验证 (53)
3.3.1网格无关性验证 (53)
3.3.2湍流模型验证 (56)
3.3.3转子下游气动参数验证 (57)
3.3.3时间步长验证 (57)
3.3.5非定常特性验证 (58)
3.4 本章小结 (59)
第四章压气机转子旋转不稳定性研究 (61)
4.1 旋转不稳定性的实验研究 (61)
4.1.1叶顶机匣动态压力测量方案 (61)
4.1.2 旋转不稳定性的识别 (62)
4.1.3 旋转不稳定性的频率特征 (65)
4.2 旋转不稳定性的数值模拟研究 (69)
4.2.1非定常计算中压力信号的监测 (69)
4.2.2不同工况下监测点压力信号 (71)
4.2.3数值模拟中的旋转不稳定性现象 (73)
4.3 旋转不稳定性的模态分析 (81)
4.3.1 圆形管道周向模态分解方法 (81)
4.3.2 基于数值模拟的模态分解结果分析 (82)
4.4 本章小结 (88)
第五章压气机转子叶顶流场非定常振荡特性 (89)
5.1 转子叶顶流场的实验测量 (89)
5.1.1转子叶顶区域速度场和压力场的测量及数据处理方法 (89)
5.1.2速度场测试结果分析 (92)
5.1.3 压力场测试结果分析 (95)
5.2 叶顶流场的数值模拟研究 (98)
5.2.1叶片表面均方根压力分布 (98)
5.2.2不同流量叶顶区域的涡结构特征 (100)
5.3 叶顶泄漏涡对流场振荡的影响 (101)
5.3.1 叶顶泄漏涡的非定常振荡特性 (101)
5.3.2 叶顶泄漏涡与相邻叶片的干涉机制 (103)
5.4 前缘诱导涡对流场振荡的影响 (108)
5.4.1前缘诱导涡的产生及发展 (108)
5.4.2 前缘诱导涡的周向迁移及其导致的频率 (110)
5.5本章小结 (112)
第六章叶顶泄漏流振荡的周向传播机制 (114)
6.1 转子中叶顶泄漏流振荡的相位延迟现象 (114)
6.1.1 叶顶泄漏流振荡的相位延迟现象 (114)
6.1.2 相位延迟导致的周向传播特征 (117)
6.1.3延迟时间Δt的确定 (120)
6.2 叶顶泄漏流振荡周向传播模型 (122)
6.2.1 理论推导 (122)
6.2.2 结果分析 (126)
6.3 本章小结 (128)
第七章总结与展望 (129)
7.1研究工作总结 (129)
7.2本文主要创新 (130)
参考文献 (131)
致谢 (142)
攻读学位期间主要研究成果 (144)