宋国兴
- 作品数：9 被引量：49H指数：4
- 供职机构：空军工程大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国航空科学基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术动力工程及工程热物理机械工程更多>>
- 压气机插板式进气畸变实验研究被引量：11
- 2018年
- 进气畸变同压气机之间的相互作用机制一直是进气道/发动机一体化设计的重点。本文在一台低速轴流压气机上进行了插板畸变实验,研究了插板畸变对压气机性能和稳定性的影响。实验发现:轴向速度畸变和周向速度畸变是影响压气机性能的主要因素;当转子叶片离开畸变区时,其载荷最大,易产生较大的流动分离,当转子叶片刚进入畸变区时,其后的静子叶片叶根易出现流动分离。同时发现插板进气畸变条件下的压气机失速机理与均匀进气条件下压气机失速机理差别很大,并提出一个压气机失速模型去描述插板畸变条件下压气机失速的三个阶段。
- 周游天李军宋国兴聂永正
- 关键词：进气畸变压气机特性
- Moses失速模型三维优化修正
- 2019年
- 通过低速轴流压气机失速实验,结合压气机失速仿真云图以及实验中所测得的叶片径向压力脉动图,发现失速后为部分叶高失速,而不是全叶高失速。基于失速预测Moses模型,通过比较不同径向截面计算得到的总压损失,发现沿径向叶片截面安装角的变化对模型的计算结果有影响,通过引入参数B对模型中的参数k进行改进。经过改进后的模型所预测的结果较原模型能够更加准确地预测压气机失速后的情况,改进后的模型可以为压气机设计提供良好的参考设计数据。对高亚声速轴流压气机进行改进,将高速可压这一因素考虑到模型推导中,对模型进行改进,改进后的模型相较于原模型在预测计算高亚声速轴流压气机压比特性上准确度提升了30%。
- 张兴发李军宋国兴周游天
- 关键词：轴流压气机
- 基于体积力模型的高速压气机仿真研究被引量：1
- 2019年
- 针对传统体积力模型应用于跨声速压气机精度不够的问题,发展了带能量源项的三维体积力模型。在从单通道RANS定常结果提取体积力源项时,考虑控制体能量方程,提取出能量源项,连同力源项一起加入到CFX软件中进行求解。将仿真结果与实验数据对比,从而修正源项的值和分布,并循环计算。最终结果表明:体积力模型成功模拟了NASA Rotor37在设计转速下的气动性能,其网格数相比全通道RANS减少约1.5个数量级;模型结果与实验取得良好一致,平均相对误差为0.62%。
- 谢豪李军周游天宋国兴
- 轴流压气机插板式进气畸变数值仿真被引量：11
- 2019年
- 以航空发动机稳定性评价体系中常用的插板实验为背景,分别进行低速、高亚声速、跨声速轴流压气机与插板畸变发生器的耦合数值仿真,研究插板畸变条件下压气机的流场特性以及不同类型压气机在插板畸变影响下的失速起始机制。研究发现:转子进口截面的周向流动是影响低速压气机稳定边界的主要因素;插板角涡对转子叶顶泄漏涡的扰动是影响高亚声速压气机稳定边界的重要原因;畸变气流影响下的叶片通道内激波强度和位置的变化是影响跨声速压气机稳定边界的关键因素。
- 张兴发李军宋国兴周游天谢豪
- 关键词：轴流压气机进气畸变
- 轴向间距对压气机通道堵塞及总性能的影响被引量：4
- 2015年
- 为了研究转静子叶片排之间的轴向间距对压气机内部流动堵塞及气动性能的影响,选取某单级轴流压气机为研究对象,采用多通道非定常数值计算方法对其5种不同轴向间距下的内部流场进行了全三维数值模拟。结果表明:在每一种轴向间距下,当压气机节流至某一工况之后,压气机通道内的流动堵塞区主要集中在转子叶顶间隙区域和动叶吸力面尾缘附近以及静叶吸力面轮毂角区内;在同一流量下,随着轴向间距的减小,转子叶根吸力面尾缘处的流动堵塞区有所扩大,但转子叶顶间隙区域及静叶吸力面轮毂角区内的流动堵塞区体积却不断减小,压气机通道内回流区的总体积也随之减小,其结果是压气机的静压升能力和流动稳定性增强且效率增大。通过进一步研究发现:在同一流量下,当轴向间距减小时,转子叶顶间隙区域内的主流轴向动量增大且泄漏流的轴向动量减小,其结果是转子叶顶间隙区域内流动堵塞区的体积减小。
- 刘东健李军蒋爱武周游天宋国兴
- 关键词：压气机轴向间距叶顶泄漏流气动性能
- 插板进气畸变与压气机的耦合数值模拟被引量：12
- 2017年
- 为了探索进气道/发动机一体化设计方法,发展了一种压气机与进气畸变耦合计算的方法.首先从压气机基准流场雷诺平均Navier-Stokes(RANS)仿真结果中提取压气机叶片对气流的作用力,建立压气机全通道体积力模型.再将压气机体积力模型加入到流体计算软件CFX中,实现插板进气畸变与压气机的耦合计算.与实验结果对比表明:压气机体积力模型能有效模拟压气机与上游畸变流场的耦合作用,相比传统的全通道RANS计算能减少近2个数量级的计算网格数.
- 周游天李军彭生红宋国兴蒋爱武张一汉
- 关键词：压气机特性
- 轴流压气机失速特性仿真被引量：2
- 2016年
- 对某型低速轴流压气机转子和NASA Rotor 37跨声速转子进行了全通道定常和非定常数值仿真研究,采用了喷管模型和节流阀模型作为出口边界条件来取代常规的边界条件设置方法,分别通过调节计算域出口面积和节流系数的方法改变转子工作状态。计算结果显示:与出口边界采用固定背压值的方法相比,采用喷管模型和节流阀模型能够准确计算转子失速前后各个工况点的流动状态。采用节流阀模型时,通过调节节流系数能够准确地判定转子失速临界点,在继续节流的过程中能够计算出失速时转子通道内失速区的形成与发展情况。研究发现,叶尖区域流动失稳即叶尖局部回流区的出现和扩展在这两型压气机转子的失速过程中起重要作用。其中低速轴流压气机转子全通道非定常计算发现,在失速时转子叶尖部位首先出现两处回流区,且回流区范围随转数增加而扩大,最终形成相对明显的失速团结构。
- 宋国兴李军周游天王蔚龙王耀东
- 关键词：压气机转子失速特性
- 高负荷扩压叶栅等离子体流动控制机理研究
- 为实现等离子体激励式压气机设计,需对等离子体激励的流动控制机理有深刻认识。本文采用实验与数值模拟方法,研究了等离子体激励对高负荷扩压叶栅气动性能及其内部涡系结构的影响,结果表明:吸力面等离子体激励通过减弱吸力面附面层内低...
- 丁均梁吴云周游天宋国兴
- 关键词：吸力面总压损失高负荷扩压叶栅等离子体流动控制
- 文献传递
- 轴流压气机进气旋流畸变实验与仿真研究被引量：16
- 2017年
- 为深入分析旋流畸变问题,发现叶片式旋流畸变发生器产生旋流流场的机理和旋流畸变对压气机稳定性的影响机制,本文开展了旋流畸变发生器与压气机的耦合数值仿真。分析计算结果,认为叶尖脱落涡的叠加效应是产生旋流的主要机理,旋流结构对转子叶尖区域的扰流作用是造成转子提前失速的重要原因。建立了S弯进气道仿真模型,通过对S弯进气道与高亚声速压气机进行耦合仿真计算,研究了S弯进气道出口旋流流场的形成机制,初步探讨了S弯进气道出口旋流流场对压气机稳定性的影响。S弯进气道出口形成的对涡结构靠近压气机机匣,这种局部的涡结构会影响部分转子叶片叶顶区域的流动结构,从而导致压气机失速边界右移。
- 宋国兴李军周游天聂永正
- 关键词：压气机仿真计算
