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轴流压气机角区分离流动损失机理及流动控制策略研究

摘要第1-6页
ABSTRACT第6-12页
第一章 绪论第12-48页
   ·研究工作背景第12-14页
     ·高负荷压气机是未来高性能航空发动机的重要发展方向第12-13页
     ·角区分离是高负荷压气机内部特有的一种重要流动现象第13页
     ·压气机三维角区分离现象带来的危害第13-14页
   ·压气机三维角区分离/失速物理机制研究评述第14-28页
     ·压气机三维角区分离流动物理机制研究进展第14-16页
     ·压气机三维角区分离/失速流动拓扑结构的研究进展第16-25页
     ·压气机三维角区分离对旋转失速影响的研究进展第25-26页
     ·压气机三维角区分离/失速影响因素研究进展第26-28页
   ·压气机三维角区分离/失速相关经验判据研究评述第28-38页
     ·de Haller数DH第29-30页
     ·Lieblein的扩散因子DF第30-31页
     ·Lei的扩散系数D和失速指数S第31-34页
     ·Yu的失速指数Sw和修正耗散因子Dm第34-36页
     ·Gbadebo的相对位移厚度第36-37页
     ·Dring的堵塞因子K和Khalid的阻塞因子Z第37-38页
   ·压气机三维角区分离/失速控制技术研究进展第38-44页
     ·边界层吸气第39-41页
     ·边界层吹气(射流)第41-44页
   ·本文的研究工作第44-48页
     ·研究目的第44-45页
     ·论文内容及组织结构第45-48页
第二章 数值模拟与叶栅实验方法第48-68页
   ·引言第48-50页
     ·叶轮机内流研究方法的发展第48页
     ·轴流压气机流动数值模拟方法概述第48-50页
   ·湍流大涡模拟方法第50-52页
     ·湍流场Navier-Stokes方程第50-51页
     ·大涡模拟控制方程第51页
     ·亚格子应力模型——WALE模型第51-52页
   ·耦合转捩模型的非定常雷诺平均(URANS)方法第52-63页
     ·URANS方法控制方程第52-53页
     ·湍流模型第53-59页
     ·转捩模型第59-63页
   ·压气机叶栅实验方法第63-64页
     ·高亚音速压气机静子叶栅实验风洞第63页
     ·叶栅实验段和测试方案第63-64页
   ·数据分析方法第64-66页
   ·本章小结第66-68页
第三章 压气机叶栅三维角区分离流动机理研究第68-98页
   ·RANS方法数值模型第68-70页
     ·研究对象第68页
     ·算例设置第68-69页
     ·计算域、网格及边界条件设置第69页
     ·求解设置第69-70页
   ·压气机叶栅角区分离机理的数值及实验研究第70-82页
     ·压气机叶栅气动性能的数值与实验研究结果对比第70-72页
     ·压气机叶栅通道端壁二次流结构的数值模拟研究第72-79页
     ·压气机叶栅通道端壁二次流结构拓扑第79-81页
     ·压气机叶栅三维角区分离流动结构分析第81-82页
   ·进口边界层厚度影响的数值模拟研究第82-87页
     ·进口边界层厚度的选取第82-83页
     ·进口边界层厚度变化对角区分离的影响第83-85页
     ·进口边界层厚度变化对叶栅气动损失的影响第85-87页
   ·来流攻角影响的数值模拟研究第87-91页
     ·来流攻角变化对叶栅气动性能的影响第87-88页
     ·来流攻角变化对角区分离的影响第88-89页
     ·来流攻角变化对于叶栅出口气动损失的影响第89-91页
   ·压气机三维角区分离/失速判据的发展完善第91-96页
     ·压气机三维角区分离/失速新判据第91-94页
     ·三维角区分离/失速判据的讨论分析第94-96页
   ·本章小结第96-98页
第四章 压气机叶栅三维角区边界层流动转捩机制数值模拟研究第98-114页
   ·LES方法数值模型第98-99页
     ·研究对象、计算域与计算网格第98页
     ·边界条件设置第98-99页
     ·求解设置第99页
   ·基于LES方法的压气机叶栅三维角区边界层转捩机制研究第99-104页
     ·叶片表面边界层流动转捩特征数值分析及与实验结果对比第99-101页
     ·三种转捩机制对三维角区分离的影响第101-103页
     ·三种转捩机制的频谱特性第103-104页
   ·基于耦合转捩模型RANS方法的压气机三维角区边界层转捩机制研究第104-106页
     ·转捩模型的选取第104-105页
     ·压气机三维角区边界层转捩过程的数值分析第105-106页
     ·压气机三维角区边界层转捩对叶栅气动性能的影响第106页
   ·来流湍流度水平对边界层转捩及三维角区分离的数值预测影响第106-109页
     ·来流湍流度参数设置第106-107页
     ·来流湍流度水平对边界层转捩及角区分离预测影响第107-108页
     ·来流湍流度水平对叶栅气动损失预测影响第108-109页
   ·湍流长度尺度对边界层转捩及三维角区分离的数值预测影响第109-112页
     ·湍流长度尺度研究参数设置第109-110页
     ·湍流长度尺度对边界层转捩与角区分离的预测影响第110-111页
     ·湍流长度尺度对叶栅气动损失的预测影响第111-112页
   ·本章小结第112-114页
第五章 压气机叶栅角区分离流动控制数值模拟研究第114-162页
   ·端壁单槽吸气第114-132页
     ·端壁单槽吸气轴向位置研究第114-119页
     ·端壁单槽吸气周向位置研究第119-123页
     ·端壁吸气槽尺寸研究第123-129页
     ·吸气流量率研究第129-132页
   ·端壁分段吸气第132-136页
     ·分段吸气槽位置设计第132-133页
     ·分段吸气槽数值模拟方法第133页
     ·端壁边界层分段吸气对压气机叶栅气动性能的影响第133-134页
     ·端壁边界层分段吸气对三维角区分离的控制效果第134-136页
   ·叶片吸力面边界层吸气第136-149页
     ·吸力面吸气槽轴向开槽位置研究第137-141页
     ·吸力面边界层吸气槽长宽比研究第141-145页
     ·吸力面边界层吸气流量率研究第145-149页
   ·端壁角区射流第149-156页
     ·端壁角区射流数值模拟方法第149页
     ·端壁角区射流角研究第149-152页
     ·端壁角区射流流量率研究第152-156页
   ·四种流动控制措施效果对比第156-159页
     ·参与对比的流动控制方案选择第156-157页
     ·各方案对叶栅气动性能的影响对比第157页
     ·各方案对三维角区分离的控制效果对比第157-159页
   ·本章小结第159-162页
第六章 压气机叶栅角区分离流动控制技术实验研究第162-172页
   ·基于端壁单槽吸气法的压气机叶栅实验设置第162页
   ·设计状态下MTE吸气槽吸气流量率对于压气机叶栅性能的影响第162-166页
     ·设计状态下MTE吸气流量率变化对叶栅性能影响的数值与实验对比第162-163页
     ·采用MTE吸气的压气机叶栅性能参数变化的校正方法第163-165页
     ·设计状态下MTE吸气槽对压气机叶栅出口当地气动损失的影响第165-166页
   ·MTE吸气槽对压气机攻角特性的影响第166-170页
     ·MTE吸气槽对压气机攻角特性影响趋势第166-167页
     ·来流正攻角时MTE吸气槽对压气机叶栅气动性能的影响第167-169页
     ·来流负攻角时MTE吸气槽对压气机叶栅气动性能的影响第169-170页
   ·本章小结第170-172页
第七章 研究总结和展望第172-178页
   ·主要研究结论第172-176页
   ·主要创新点第176-177页
   ·研究展望第177-178页
参考文献第178-188页
致谢第188-190页
攻读博士学位期间发表的学术论文第190-191页

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