基于多种分析方法的低压涡轮边界层流动特性研究

摘要

为探究航空发动机低压涡轮吸力面边界层受尾迹影响下的非定常流动特性，本文采用商用软件CFX 15.0进行数值模拟，并使用具有上游尾迹模拟功能的叶栅实验台进行了实验验证。首先，在保持轴向转速不变的情况下，调整上游尾迹杆转速实现了3种不同的上游尾迹折合频率。其次，利用数值模拟得到了3种工况下低压涡轮吸力面边界层流场数据并进行对比分析，分析中特别使用了本征正交分解（POD,proper orthogonal decomposition）、动态模态分解（DMD,dynamic mode decomposition）和傅里叶模态分解（FMD,Fourier mode decomposition）3种新式流场分析方法。结果表明，在3种折合频率下，尾迹中心通过分离区域时，其距离叶面的高度差别较大，尾迹作用下的吸力面边界层中尾迹的影响程度与识别到的主要特征也存在较大差别。

关键词

低压涡轮 / 边界层 / 尾迹 / 分离 / 卷升涡