报告摘要:高压涡轮是航空发动机的主要部件之一。涡轮动叶叶顶和机匣之间存在着间隙,形成叶顶泄漏流动。叶顶泄漏流会造成流动损失并减少涡轮输出功率。课题组在高压涡轮动叶小翼气动研究方面的工作开展了一系列研究工作,包括研究机理、发展优化设计方法和进行验证。研究发现叶顶小翼出口处的压力受到局部流场的作用,并揭示了上游的叶顶泄漏流对尾缘附近小翼的性能的作用机理。在该机理的基础上,发展了一种基于叶顶流动特性的新型吸力面叶顶小翼的设计方法。当叶顶间隙高度为1%展长时,采用带小翼叶顶之后,涡轮级效率比采用双肋叶顶的情况提高了0.9%,效果显著。随后,对叶顶小翼降低流动损失的机理进行了进一步分析和验证。研究表明,该设计方法所获得的小翼在不同叶顶间隙大小的情况下降低泄漏流损失。这些基础研究工作为带小翼叶顶在高压涡轮中的工程应用提供了有力的技术支撑。 汇报人简介:周超,北京大学工学院航空航天工程系研究员、博士生导师,叶轮机械实验室主任。研究方向为发动机叶轮机械内流,主要研究对象为航空发动机涡轮。在英国剑桥大学期间曾参与过罗罗(Rolls-Royce)公司下一代民用大涵道比涡扇发动机核心机验证项目,2011年回北京大学任教,负责了国家自然科学基金重大研究计划培育项目、面上项目、青年基金、国家APTD计划、工信部民机科研子课题、航空科学基金等多个项目。在研究手段上,采用实验、数值模拟和理论分析相结合的方法,理解叶轮机械内流流动特性,揭示相关气动和传热机理,发展优化设计方法。申请人已发表和被录用43 篇期刊和会议论文(其中SCI期刊论文21篇)。18篇论文发表和被录用于内流、推进技术和传热领域的顶级国际期刊Journal of Turbomachinery,Journal of Propulsion and Power,Journal of Fluid Engineering 和International Journal of Heat and Mass Transfer,其中17篇论文为第一或通讯作者,包括3篇独立作者。 |