【摘 要】
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本文采用数值仿真与试验相结合的方法,基于平面叶栅模型探究了不同位置分流叶片对叶片附面层分离和气动性能的影响规律,并将其运用于轴流叶轮,探索分流叶片对轴流叶轮叶根处流动分离的控制机理及最佳布置方式。（1）建立基于SST k-ω湍流模型的平面叶栅及低压轴流风机数值计算模型。对比数值模拟所得的风机性能曲线与试验测试结果,验证数值计算方法的可靠性。初步分析发现叶栅吸力面在攻角大于9.0°时存在明显的附面层
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本文采用数值仿真与试验相结合的方法,基于平面叶栅模型探究了不同位置分流叶片对叶片附面层分离和气动性能的影响规律,并将其运用于轴流叶轮,探索分流叶片对轴流叶轮叶根处流动分离的控制机理及最佳布置方式。（1）建立基于SST k-ω湍流模型的平面叶栅及低压轴流风机数值计算模型。对比数值模拟所得的风机性能曲线与试验测试结果,验证数值计算方法的可靠性。初步分析发现叶栅吸力面在攻角大于9.0°时存在明显的附面层分离,而轴流风机则在近失速工况点时叶轮根部攻角增大,流道根部角区出现涡流分布不均的情况。（2）基于平面叶栅模型,研究不同攻角条件下,分流叶片布置位置对叶片流动分离及流动损失的控制机理。结果表明大攻角工况下,分流叶片位于通道前缘能够明显改善叶栅气动性能。分流叶片仅被放置于原型叶栅附面层分离点前时才能抑制流动分离和削弱尾缘分离涡尺度。（3）将分流叶片应用于低压轴流风机叶轮,并揭示其布置位置对风机叶根分离及气动特性的影响规律。当相对轴向布置位置相同时,分流叶片越靠近下一叶片的压力面,其对叶道主流的导流作用及对叶片尾缘分离的抑制作用越减弱。而在相同的相对周向位置下,分流叶片向叶道下游平移甚至造成风机叶根处流动恶化,不利于风机气动性能。本文得到分流叶片在风机流道中较优布置方式,对轴流风机在中小流量工况下气动性能的改进具有借鉴意义,并对控制叶根处复杂流动提供一定的参考。
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