針對(duì)一種無源雙脈沖射流的機(jī)理研究.pdf

1、隨著高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)需求凸顯，高負(fù)荷壓氣機(jī)的研制勢(shì)在必行，內(nèi)流的非定常分離影響高負(fù)荷壓氣機(jī)的性能，嚴(yán)重的甚至威脅壓氣機(jī)整機(jī)工作穩(wěn)定性。目前主動(dòng)流動(dòng)控制的研究依然無法明確闡釋非定常流動(dòng)控制機(jī)理，主動(dòng)控制方法對(duì)于流動(dòng)分離的控制效果有待提高，激勵(lì)器難以廣泛的適用于壓氣機(jī)各工況。本文以無源雙脈沖射流為研究對(duì)象，數(shù)值模擬研究控制規(guī)律，通過FFT-POD方法分析流場(chǎng)控制機(jī)理，并在平面葉柵中作以驗(yàn)證。主要工作及結(jié)論如下：
　　1、在分離點(diǎn)附近區(qū)

2、域沿流向分布兩個(gè)射流孔，將單射流流量等分于雙脈沖射流實(shí)現(xiàn)非定常數(shù)值模擬，對(duì)比單、雙脈沖射流控制效果，通過渦量云圖、流量波動(dòng)特性、相關(guān)系數(shù)分析等獲得雙脈沖射流有效的控制機(jī)理。
　　2、對(duì)主要影響雙脈沖射流控制效果的激勵(lì)頻率、相位差進(jìn)行規(guī)律研究，獲得了折合頻率為1、相位差為0時(shí)控制效果最優(yōu)的結(jié)論，同時(shí)通過局部區(qū)域波干涉解釋相位差變化規(guī)律的機(jī)理，并作以驗(yàn)證。
　　3、發(fā)展FFT-POD方法分析非定常流場(chǎng)各尺度渦系結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，獲得

3、了各階時(shí)間模態(tài)系數(shù)主頻近似線性增大的結(jié)論，同時(shí)指出非定常激勵(lì)促使流場(chǎng)絕大部分能量處于共振狀態(tài)，主要為第1階模態(tài)代表的平均流和第2、3階模態(tài)代表的大尺度渦系結(jié)構(gòu)，指出共振能量在向小尺度渦系結(jié)構(gòu)傳遞中存在衰減，共振無法主導(dǎo)所有渦系結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律。
　　4、通過能量譜差的概念指出，非定常激勵(lì)促使流場(chǎng)中廣泛存在的流體微元的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)獲得加強(qiáng)，流場(chǎng)的平直流運(yùn)動(dòng)減弱，此為非定常激勵(lì)擾動(dòng)流場(chǎng)促使能量交換引起，同時(shí)更多動(dòng)能集中在大尺度渦系結(jié)構(gòu)。