跨音速涡轮定常与非定常叶尖泄漏流机理分析

摘要

针对格拉兹大学单级跨音涡轮流场进行数值模拟并分析其叶尖泄漏涡结构与非定常影响机理.结果表明:泄漏涡于破碎前为类Rankine涡结构,破碎后卷吸入间隙流体,同时受涡核卷吸而围绕其运动的部分间隙流与主流掺混,形成高剪切流区域,形成类Sullivan涡结构的亚临界状态.非定常尾迹含有的流向涡量与叶尖泄漏涡-刮削涡涡对相互作用下,引起叶尖泄漏涡周向位置与尺度发生波动;跨音涡轮中非定常的动、静叶排位势场作用导致激波与波后静压场分别对泄漏涡的位置与尺度产生影响.在动、静叶栅距比为1.5时,尾迹与位势场的非定常作用同样重要,导致泄漏涡损失加大.未来设计高压涡轮需要考虑非定常的相互作用以控制叶尖泄漏损失.