微型涡轮发动机叶轮内流流动若干基础问题研究

微型涡轮发动机是一种新型动力装置，既可以作为微小型无人机、导弹的动力，又是分布式能源系统的核心。这类发动机的压气机、涡轮等微型叶轮的通道尺寸很小（大致是100μm～10mm量级），其流动具有明显的微尺度效应。但这类微流动的一些物理效应及其影响程度还未澄清，微型压气机、涡轮等叶轮通道内的流动特征及机理更不清楚。为此，本研究工作将针对微叶轮流动（特征尺度0.1～10mm，雷诺数500～100，马赫数0～1.0）研究微通道内的特殊效应；并在此基础上发展出有效的微叶轮内流CFD技术；最后，采用平面涡轮叶栅实验和数值模拟研究微型叶栅通道的流动转捩、低雷诺数附面层、通道二次涡等内流特性及其内在机理。这些研究将为微型发动机的关键部件- - 压气机、涡轮的设计提供必要的流动理论基础和数值模拟技术，也将解决微叶轮内流特性方面的若干基础问题，有力地推动微叶轮机械研究。