李清鹏
- 作品数：7 被引量：48H指数：5
- 供职机构：西北工业大学动力与能源学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金航天科技创新基金中国航空科学基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术更多>>
- 轴流压气机转子近失速工况点叶尖区流动非定常性分析被引量：14
- 2010年
- 为了揭示某轴流压气机转子近失速工况点叶尖区域流场的非定常变化及其形成机理,采用定常和非定常数值模拟方法对其内部流场进行了全三维的数值模拟。通过和已有的试验测量结果进行对比分析表明,预测的总性能及基元性能与试验结果取得了很好的一致性。近失速工况点的非定常模拟结果表明,压气机的总性能及叶片承受的扭矩出现了周期性的波动,其波动周期约为转子通过频率的2.5倍。进一步详细分析叶尖区流场的瞬态流动结构发现,间隙泄漏涡在近失速工况下出现了泡式破碎,破碎的泄漏涡、主流以及来自相邻叶片的间隙泄漏流相互作用形成了另外一个特征明显的旋涡(命名为叶尖二次涡)。该旋涡的形成、发展和运动是压气机的总性能出现周期性波动的主要原因。
- 吴艳辉李清鹏张卓勋楚武利张皓光
- 关键词：轴流压气机
- 跨音轴流压气机转子叶尖喷气扩稳机理分析被引量：4
- 2011年
- 对跨音压气机Rotor35进行了多通道全三维定常/非定常叶顶喷气数值模拟。数值计算所获得实壁机匣总性能与试验结果符合良好。计算表明使用3.6%转子堵塞流量的叶顶喷气量可以获得21.4%的扩稳效果。定常计算结果显示叶顶喷气重点影响0.9叶展以上区域,使得该区域进气攻角和扩散因子减小,从而降低叶顶载荷,减小了由激波和泄漏涡相互作用形成的通道堵塞。非定常计算结果显示,叶尖喷气的扩稳效果来自两方面:一是对某一叶片叶顶的卸载作用;二是对激波/泄漏涡干扰形成的低能区重新注入轴向动量。后者对通道流通的改善作用大于前者。非常高的喷射频率使得叶顶喷气能够抑制每个通道中低速区的进一步增长,从而实现了对压气机的扩稳。
- 吴艳辉田江涛李清鹏张卓勋楚武利
- 关键词：跨音速非定常多通道
- 轴流压气机转子叶尖二次涡的试验验证及形成机理被引量：8
- 2012年
- 对轴流压气机转子机匣壁面静压进行动态测量,采用小波分析方法处理近失速工况动态压力测量信号,功率谱显示在与二次涡相近的频率上存在较高的能量带,能量峰值沿轴向的衰减与二次涡的变化规律相符,表明二次涡在流场中存在是可能的。针对相同转子进行全通道非定常数值模拟,计算结果表明,近失速工况下,转子圆周每个通道叶顶附近均存在规律一致的二次涡运动。叶片中后段间隙泄漏流与间隙泄漏涡破碎产生的低能流体相互作用,在泄漏涡破碎形成的堵塞区域中形成二次涡。二次涡运动使得近叶顶载荷分布发生变化,从而导致近叶顶流场出现了一种周期性的自维持的非定常流动现象。
- 吴艳辉李清鹏田江涛楚武利张皓光
- 关键词：轴流压气机动态压力测量小波分析
- 亚声速轴流压气机失速监测方法试验被引量：9
- 2012年
- 为了研究轴流压气机失速先兆信号监测的有效算法,对亚声速轴流压气机试验台的孤立转子在不同转速下,从稳定工况到失速工况叶顶不同轴向位置进行了动态压力信号测量试验,采用自相关分析和方差分析算法对试验数据进行了对比分析。结果表明,该压气机为突尖型失速,在叶顶前缘附近能明显感受到失速先兆信号,自相关分析监测到失速先兆信号的时间明显早于方差分析,可更有效的达到失速预警的作用。
- 高曼楚武利吴艳辉张皓光李清鹏
- 关键词：轴流压气机方差分析
- 静子轮毂角区失速与尖隙流动相互作用机理分析被引量：7
- 2011年
- 以某单级轴流压气机为研究对象,采用气动探针对其级间及出口气动参数进行了测量,并对叶顶有/无间隙时的静子内部流场进行了全三维数值模拟。计算得到的带尖隙时压气机总性能、级间及出口参数的径向分布与实验结果较为一致。在此基础上,对比分析了有/无尖隙时静子端区的复杂流动结构,发现轮毂/吸力面角区失速是该压气机静子端区的主要流动特征。无尖隙情况下,在轮毂/吸力面角区仔在一个由多涡系汇聚而成的空间环涡结构,并在吸力面诱导出大量反流;而尖隙的引入破环了该环涡结构的形成,但它在轮毂/吸力面角区形成了沿流向发展的泄漏涡、增强了通道出口径向分离涡的强度,从而增大了近失速工况点30%叶高以下高总压损失区的范围。
- 田江涛吴艳辉李清鹏楚武利张皓光
- 关键词：静子反流
- 亚声速压气机转子失速先兆诱发机制的非定常机理分析被引量：2
- 2011年
- 针对某亚声速轴流压气机转子,采用多通道全三维数值模拟方法对其预失速性能(即失速起始过程)进行了时间精确的数值模拟。对计算结果进行分析表明,环面高压斑的传播速度及其影响范围与已有的试验测量结果取得了很好的一致性,因此数值模拟合理地揭示出了突尖波产生的流体动力学机制。叶尖分离涡的形成及其在不同通道的传播是流动失稳过程中叶尖流场的主导特征。当叶尖分离涡的强度超过某一临界值,它的尾部会吸附在叶片通道的吸力面上。随着它的尾部向吸力面尾缘移动,它将诱发尾缘反流形成间隙溢流,即形成了"后返前溢"的流动现象,此时突尖波开始出现。因此,"后返前溢"现象可视为该压气机转子突尖波出现的开端事件。
- 吴艳辉李清鹏楚武利张皓光
- 关键词：轴流压气机非定常数值模拟失速先兆
- 轴流压气机转子近失速工况全通道数值模拟被引量：11
- 2011年
- 对某亚声速轴流压气机转子进行了全通道三维非定常数值模拟,获得了该压气机近失速工况下的详细流动情况.转子前缘均匀布置的十支静压数值探针监测结果表明,转子圆周上出现两个静压扰动区域,其中一个逐渐发展为突尖波.流场分析表明,叶顶通道中存在频繁的分离涡运动,静压扰动区域中分离涡的强度较大.分离涡诱发间隙流形成"前缘溢流"和"尾缘反流".静压扰动区域沿圆周方向传播是由分离涡在通道之间的传递引起的.传播过程中,分离涡强度的持续增大是突尖波形成的关键因素.通道中较强的"尾缘反流"沿通道上行并绕过叶片形成"前缘溢流"的现象可作为突尖波形成的标志.
- 李清鹏吴艳辉楚武利张皓光
- 关键词：分离涡
