端区流动对畸变条件下跨声速压气机稳定性影响的机理探索

针对某型高负荷跨声速压气机，采用数值研究、理论分析和实验研究并重，定性分析和定量分析相结合的方法，研究进口总压畸变条件下，动静叶栅端区流动对畸变来流的响应机制，从机理上深入探索端区流动不同表现形式间的关联性，确定激波和角区失速与畸变来流动态特征间的关联机制，及其对压气机稳定性影响的作用机理，分析引起压气机失速的端区流动的非定常本质。通过动态机理性实验，分析CFD数值模拟的不足，对定性分析结果进行完善，进而探索表征激波/角区失速－畸变来流动态特征－压气机性能及稳定性间关系的方法。力求从机理上分析引起压气机失速的端区流动的非定常本质，为推动失速控制和扩稳技术提供理论依据和技术储备，为我国进一步研制高负荷、高性能、宽稳定裕度和高抗畸变能力的叶轮机械提供理论依据和技术支持。

项目以某高负荷跨声速压气机为对象，研究进口总压畸变条件下动静叶栅端区流动对畸变来流的响应机制，深入分析端区流动不同表现形式间的关联性和引起压气机失速的端区流动的非定常本质。.首先课题组根据压气机级实验台参数完成了用于项目研究的压气机气动设计。并研究了均匀进口条件下该压气机在最高效率和近失速工况下的端区流动特征，分析了动叶激波位置、结构和强度，静叶角区分离的变化规律。.然后在分析插板式畸变发生器后流场结构的基础上，给定压气机进口边界条件，研究总压畸变对压气机性能和稳定性的影响，并通过分析流场参数和流场结构，研究影响压气机性能和引起失速的非定常本质。给出了激波位置、结构和强度变化规律与畸变流场的关系；结合动叶尾迹和畸变流体的影响，对静叶角区分离进行了详细分析，明确了不同条件下，引起压气机失速的主要因素。.最后，为了验证数值研究和理论分析的合理性，按研究对象完成了跨声速压气机实验件的设计和加工，并获得了压气机性能曲线，通过与数值模拟结果对比，验证了计算模型的准确性以及所得结论的合理性。