邵 飛 ，綦 蕾 ，羅建橋 ，劉東華

（1.北京航空航天大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，北京 100191；2.中航工業(yè)動(dòng)力機(jī)械研究所，湖南株洲 412002）

0 引言

渦輪內(nèi)部流動(dòng)受動(dòng)靜干涉的影響，其流動(dòng)本質(zhì)上是周期性非定常的[1-3]，葉片排之間的相互作用對(duì)渦輪葉片通道內(nèi)的流動(dòng)產(chǎn)生不可忽視的影響，如尾跡、位勢(shì)作用、二次流和激波[4-8]等之間的相互作用，以及對(duì)流場(chǎng)的非定常擾動(dòng)。尤其在高負(fù)荷跨聲渦輪中，在渦輪導(dǎo)葉出口存在很強(qiáng)的尾緣激波和反射波等各種波系，對(duì)流場(chǎng)中的非定常擾動(dòng)更為明顯。從20世紀(jì)末開(kāi)始，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)開(kāi)始密切關(guān)注高負(fù)荷跨聲渦輪中的非定?，F(xiàn)象。Miller等[9]通過(guò)研究某跨聲高壓渦輪級(jí)下游的非定常流動(dòng)，發(fā)現(xiàn)高壓渦輪級(jí)和下游靜葉之間具有復(fù)雜的3維相互作用；Davis等[10]對(duì)跨聲速高壓渦輪、過(guò)渡段和低壓渦輪進(jìn)行數(shù)值模擬，詳細(xì)討論了高壓渦輪的動(dòng)靜干涉、激波及其反射波對(duì)流場(chǎng)的非定常效應(yīng)，以及對(duì)葉片表面壓力脈動(dòng)的影響；鄒正平等[11]使用數(shù)值模擬方法研究了單級(jí)軸流渦輪內(nèi)部上游葉片排尾跡和位勢(shì)作用對(duì)下游葉片表面負(fù)荷分布的影響，結(jié)果表明在渦輪級(jí)環(huán)境中，上游葉片排的尾跡對(duì)通道內(nèi)部流動(dòng)、邊界層流動(dòng)損失的產(chǎn)生、發(fā)展和輸運(yùn)以及下游葉片表面吸力面負(fù)荷分布均產(chǎn)生明顯的影響。

為了減小計(jì)算量以及獲得更加詳盡的細(xì)節(jié)流動(dòng)，在非定常模擬計(jì)算中往往采用區(qū)域縮放法[12]對(duì)計(jì)算模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，而模型中對(duì)各級(jí)葉片數(shù)的選取也僅從最大公約數(shù)的角度來(lái)考慮。Clack等[13]發(fā)現(xiàn)使用區(qū)域縮放法模擬出的2倍葉片通過(guò)頻率的擾動(dòng)量級(jí)與未?；瘯r(shí)的結(jié)果明顯不同，而后者與試驗(yàn)結(jié)果更吻合。Yao[14]也通過(guò)對(duì)使用區(qū)域縮放法的算例進(jìn)行數(shù)值計(jì)算并與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，證明了?；壤浇咏谡鎸?shí)比例，計(jì)算結(jié)果越精確。因此，區(qū)域縮放法通過(guò)修改葉片幾何形狀導(dǎo)致非定常流動(dòng)的預(yù)測(cè)精度受到污染，尤其是在各種擾動(dòng)頻率的預(yù)測(cè)方面尤為突出。然而，對(duì)于全環(huán)渦輪內(nèi)部非定常流動(dòng)的數(shù)值計(jì)算研究相對(duì)較少[15]。

在具備大型并行機(jī)群硬件支持的條件下，本文嘗試?yán)肅FD模擬真實(shí)情況下高負(fù)荷跨聲渦輪全環(huán)非定常內(nèi)部流場(chǎng)，深入分析渦輪內(nèi)部葉片排之間的非定常擾動(dòng)，為高性能渦輪設(shè)計(jì)方法以及流場(chǎng)中的非定常擾動(dòng)的預(yù)測(cè)提供參考。

1 研究方法

以某型高壓渦輪為研究對(duì)象，其幾何和氣動(dòng)參數(shù)見(jiàn)表1。采用商用軟件CFX12.0求解3維非定常黏性雷諾平均N-S方程進(jìn)行數(shù)值模擬，運(yùn)用時(shí)間追趕的有限體積法進(jìn)行數(shù)值計(jì)算?？臻g、時(shí)間離散分別采用2階迎風(fēng)格式和2階后差歐拉格式，并運(yùn)用多重網(wǎng)格技術(shù)加速收斂。湍流模型選用2方程k-ε模型。

表1 高壓渦輪幾何和氣動(dòng)參數(shù)

計(jì)算整體和布局網(wǎng)格如圖1所示。高壓渦輪定常計(jì)算網(wǎng)格總數(shù)為2092萬(wàn)，包含高壓導(dǎo)葉網(wǎng)格數(shù)873萬(wàn)（單通道網(wǎng)格數(shù)22.4萬(wàn)）、高壓動(dòng)葉1219萬(wàn)（單通道網(wǎng)格數(shù)20萬(wàn)）、導(dǎo)葉和動(dòng)葉沿展向34個(gè)網(wǎng)格；高壓動(dòng)葉葉尖間隙為0.4mm，展向給了7個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)。

采用1條槽縫來(lái)代替1排氣膜孔的方法來(lái)模擬冷氣流動(dòng)，其中1條槽縫的面積近似等于1排氣膜孔面積的總和。冷氣邊界條件給定質(zhì)量流量、冷氣流動(dòng)方向角、冷氣總溫、冷氣湍流度和渦黏性比。在軸向間隙處，冷氣流動(dòng)方向與旋轉(zhuǎn)軸正方向之間的夾角約為30°；進(jìn)口湍流度為5%。

圖1 計(jì)算整體和局部網(wǎng)格

在計(jì)算中，進(jìn)口邊界條件給定總溫、總壓和氣流角。其中總溫按照已知進(jìn)口總溫沿展向的分布，總壓展向均勻分布，來(lái)流設(shè)為軸向,出口給定靜壓平均值。計(jì)算工質(zhì)的設(shè)定根據(jù)油氣比計(jì)算變比熱模擬真實(shí)燃?xì)?，壁面邊界條件設(shè)為固壁絕熱和無(wú)滑移條件。導(dǎo)葉與動(dòng)葉的交界面以及單通道與其余通道之間的交界面均采用直接差值的方法。

在具體計(jì)算時(shí)，設(shè)定動(dòng)葉旋轉(zhuǎn)1個(gè)非定常周期為800個(gè)物理時(shí)間步，動(dòng)葉通過(guò)1個(gè)導(dǎo)葉通道約用20個(gè)時(shí)間步。每個(gè)虛擬時(shí)間步設(shè)為10。為方便判斷非定常計(jì)算是否穩(wěn)定，在動(dòng)葉前緣和尾緣附近分別設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)（如圖2所示），分別監(jiān)測(cè)各點(diǎn)處流場(chǎng)的靜壓和軸向速度。在計(jì)算各狀態(tài)點(diǎn)時(shí)，首先計(jì)算2400個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)，得到穩(wěn)定的計(jì)算結(jié)果，然后再讀取800個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)的瞬時(shí)結(jié)果并輸出其統(tǒng)計(jì)平均結(jié)果。定常與非定常數(shù)值模擬計(jì)算在大型并行機(jī)群上進(jìn)行，使用8×10個(gè)核心（內(nèi)存160G），計(jì)算耗時(shí)約1個(gè)月。

圖2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置（50%葉高）

2 結(jié)果分析

2.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)變量隨時(shí)間的變化

非定常計(jì)算結(jié)果穩(wěn)定后2個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處?kù)o壓和軸向速度隨時(shí)間的變化如圖3所示。橫坐標(biāo)表示時(shí)間，并以動(dòng)葉旋轉(zhuǎn)1周的時(shí)間T做無(wú)量綱處理。從圖中可見(jiàn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的靜壓和軸向速度呈現(xiàn)出良好的周期性，說(shuō)明非定常計(jì)算結(jié)果收斂較好。在動(dòng)葉通過(guò)導(dǎo)葉通道時(shí)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)1處的靜壓和軸向速度基本呈現(xiàn)出周期性波動(dòng)，在動(dòng)葉旋轉(zhuǎn)1周后共歷時(shí)39個(gè)小周期性波動(dòng)；監(jiān)測(cè)點(diǎn)2處的靜壓和軸向速度同樣也存在周期性，與監(jiān)測(cè)點(diǎn)1處不同的是，其在1個(gè)周期內(nèi)存在4個(gè)較小的周期性波動(dòng)。下文將對(duì)此作詳細(xì)分析。

圖3 非定常計(jì)算監(jiān)測(cè)點(diǎn)變量隨時(shí)間的變化

2.2 導(dǎo)葉非定常流動(dòng)

高壓導(dǎo)葉葉根、葉中、葉尖表面等熵馬赫數(shù)分布如圖4所示。圖中藍(lán)線是時(shí)間平均值，黑、紅線分別是1個(gè)周期內(nèi)當(dāng)?shù)氐褥伛R赫數(shù)的最大值和最小值。從圖中可見(jiàn)，葉片表面的非定常負(fù)荷脈動(dòng)，吸力面靜壓最大脈動(dòng)位置在0.8～1.0軸向弦長(zhǎng)范圍內(nèi)，而在其他位置葉片表面幾乎沒(méi)有壓力脈動(dòng)。說(shuō)明導(dǎo)葉通道內(nèi)的流場(chǎng)受非定常效應(yīng)的影響很小，范圍也僅限于導(dǎo)葉吸力面尾緣附近。從圖4（d）中的馬赫數(shù)云圖（時(shí)均結(jié)果）中可見(jiàn)，在導(dǎo)葉尾緣存在較強(qiáng)的燕尾波，其內(nèi)尾波分支撞擊在相鄰導(dǎo)葉吸力面并發(fā)生反射。內(nèi)尾波的存在導(dǎo)致下游動(dòng)葉非定常效應(yīng)對(duì)上游的影響受限于吸力面下游附近。

圖4 導(dǎo)葉表面等熵馬赫數(shù)分布及50%葉高馬赫數(shù)

導(dǎo)葉出口截面50%葉高處?kù)o壓分布如圖5所示。橫、縱坐標(biāo)分別表示導(dǎo)葉節(jié)距和時(shí)間，其中τ為動(dòng)葉經(jīng)過(guò)1個(gè)導(dǎo)葉通道的時(shí)間。

圖5 導(dǎo)葉出口截面50%葉高處?kù)o壓分布

從圖中可見(jiàn)，在下游無(wú)動(dòng)葉的情況下，靜壓分布不隨時(shí)間變化，圖中的等值線應(yīng)該平行于豎直方向，而下游動(dòng)葉排的周期性掃過(guò)導(dǎo)葉出口流場(chǎng)，使得在導(dǎo)葉出口激波位置發(fā)生周期性變化，同時(shí)也引起導(dǎo)葉吸力面尾緣附近的負(fù)荷脈動(dòng)。在0.1節(jié)距位置處也出現(xiàn)靜壓周期性變化的現(xiàn)象，此處對(duì)應(yīng)的位置為導(dǎo)葉尾緣激波的內(nèi)尾波經(jīng)相鄰導(dǎo)葉吸力面后產(chǎn)生的反射波，其位置也隨動(dòng)葉的轉(zhuǎn)動(dòng)而呈周期性變化。導(dǎo)葉尾緣激波的非定常變化將直接影響動(dòng)葉表面的負(fù)荷分布。

2.3 動(dòng)葉非定常流動(dòng)

在動(dòng)葉中采用靜壓系數(shù)來(lái)描述葉片表面的負(fù)荷分布

式中：Pref、ρref分別為時(shí)均結(jié)果動(dòng)葉進(jìn)口截面平均值；U為動(dòng)葉各葉高處的牽連速度。

動(dòng)葉的葉根、葉中、葉尖表面靜壓系數(shù)分布如圖6所示。從圖中可見(jiàn)，靜壓的脈動(dòng)幅度相對(duì)較大，葉片表面負(fù)荷分布形式的變化也很大，意味著動(dòng)葉表面受到很強(qiáng)的非定常氣動(dòng)力作用。結(jié)合導(dǎo)葉出口處壓力場(chǎng)的時(shí)空?qǐng)D可知，導(dǎo)致動(dòng)葉表面很強(qiáng)的非定常效應(yīng)主要有以下原因：（1）在上游導(dǎo)葉出口有很強(qiáng)的燕尾波，其外尾波分支周期性作用于動(dòng)葉前緣，產(chǎn)生很強(qiáng)的非定常效應(yīng)；（2）由于導(dǎo)葉負(fù)荷分布是后加載葉型，尾緣負(fù)荷很大，導(dǎo)致對(duì)下游的位勢(shì)作用很強(qiáng)；（3）導(dǎo)葉出口尾跡的作用。

圖6 動(dòng)葉表面靜壓系數(shù)分布

2.4 上游尾跡和激波對(duì)下游流場(chǎng)的擾動(dòng)

不同瞬時(shí)時(shí)刻50%葉高位置擾動(dòng)速度矢量在通道中的分布如圖7所示，其定義為瞬時(shí)與時(shí)均速度矢量之差。由尾跡形成的逆射流周期性地被下游葉片切斷之后繼續(xù)向下游傳播，并對(duì)氣流產(chǎn)生從壓力面到吸力面的相對(duì)輸運(yùn)。在尾跡上、下游附近位置出現(xiàn)1對(duì)方向相反的渦，分別對(duì)尾跡下游和上游流場(chǎng)加、減速。對(duì)比t和t+0.25τ時(shí)刻，葉片最大厚度位置處在尾跡經(jīng)過(guò)前后產(chǎn)生方向相反的擾動(dòng)速度，會(huì)引起或者增加葉片表面壓力脈動(dòng)，進(jìn)而引起葉片負(fù)荷分布的變化。隨著尾跡的輸運(yùn)，擾動(dòng)渦對(duì)影響的范圍也逐漸擴(kuò)大，但上、下游渦核心向下游輸運(yùn)的速度明顯不同。在t+0.75τ時(shí)刻，尾跡下游的渦核心隨著尾跡輸運(yùn)至動(dòng)葉尾緣附近，而尾跡上游的渦核心則位于0.5倍的軸向位置處，意味著擾動(dòng)渦對(duì)引起的葉片表面脈動(dòng)與尾跡通過(guò)頻率一致，但葉片表面脈動(dòng)滯后于尾跡的輸運(yùn)。

圖7 不同瞬時(shí)50%葉高位置擾動(dòng)速度矢量及熵增分布

激波在葉片通道之間傳播的相對(duì)位置如圖8所示。激波A、C指在不同位置處的外尾波，B指內(nèi)尾波及其反射波。

不同葉高動(dòng)葉表面靜壓系數(shù)如圖9所示。橫、縱坐標(biāo)分別為動(dòng)葉經(jīng)過(guò)1個(gè)導(dǎo)葉通道的周期數(shù)和動(dòng)葉軸向弦長(zhǎng)的無(wú)量綱數(shù)。從圖中可見(jiàn)，在動(dòng)葉表面已知葉高任一位置的靜壓隨時(shí)間的變化過(guò)程。吸力面和壓力面的分隔點(diǎn)位于動(dòng)葉軸向位置的最左端和最右端。導(dǎo)葉尾緣激波外尾波分支首先作用于葉片吸力面頂點(diǎn)附近，并隨時(shí)間變化逐漸向上游遷移直至動(dòng)葉前緣，之后再作用于壓力面0.6軸向距離。內(nèi)尾波分支則經(jīng)相鄰導(dǎo)葉吸力面反射后也以類似方式作用于動(dòng)葉吸力面。從激波相對(duì)動(dòng)葉的運(yùn)動(dòng)軌跡可見(jiàn)，隨著動(dòng)葉的旋轉(zhuǎn)，激波在吸力面是從下游向上游推進(jìn)，反映在圖中為從左上到右下方向的壓力梯度對(duì)角線。吸力面在圖中顯示在0～0.4軸向位置由導(dǎo)葉尾緣激波引起較大的周期性變化的壓力波動(dòng)，尤其是在0.1軸向位置附近，壓力隨時(shí)間的變化最為劇烈。

圖8 激波在葉片通道之間傳播的相對(duì)位置

圖9 不同葉高動(dòng)葉表面靜壓系數(shù)(左為吸力面，右為壓力面)

導(dǎo)葉尾跡通過(guò)動(dòng)葉通道時(shí)，對(duì)其吸力面、壓力面的影響均為從上游向下游發(fā)展，在圖9中一致表現(xiàn)為從左下到右上方向的壓力梯度對(duì)角線。從圖9中可見(jiàn)，在壓力面0.1～0.6軸向位置處的壓力受尾跡作用影響，呈現(xiàn)周期性變化。在壓力面0.7軸向位置的下游的表面壓力受尾跡作用很??；在壓力面0.1軸向位置的上游仍會(huì)受到外尾波和內(nèi)尾波的反射波的影響，此處激波在壓力面推進(jìn)的方向與尾跡相同。

圖8中C處外尾波經(jīng)過(guò)動(dòng)葉壓力面后反射到相鄰動(dòng)葉吸力面上，其運(yùn)動(dòng)方式在圖9中表現(xiàn)為從左上到右下方向的壓力梯度對(duì)角線，而圖9中顯示的方向是與壓力面相同方向的壓力梯度對(duì)角線。表明在吸力面0.5軸向位置下游受C處外尾波影響較小，受導(dǎo)葉尾跡的影響較大，在圖9中顯示的方向與導(dǎo)葉尾跡的傳播方向一致。

綜上所述，在動(dòng)葉吸力面0～0.4倍軸向長(zhǎng)度區(qū)域，激波引起明顯的高壓力梯度，而在0.5～1.0倍軸向長(zhǎng)度區(qū)域，尾跡對(duì)吸力面的壓力影響較大，在10%葉高處可以較清晰地看到由內(nèi)尾波的反射波引起的壓力梯度，而在其他葉高位置處，此反射波影響不大。在壓力面，除前緣附近受激波的影響外，葉片表面的壓力脈動(dòng)主要受上游尾跡作用影響，在0.7～1.0倍軸向長(zhǎng)度區(qū)域則受尾跡影響很小。圖中各葉高的時(shí)空?qǐng)D均表面，導(dǎo)葉尾緣激波引起的動(dòng)葉表面非定常壓力脈動(dòng)幅度要大于導(dǎo)葉尾跡的，尾緣激波對(duì)下游動(dòng)葉表面負(fù)荷分布的影響比導(dǎo)葉尾跡作用產(chǎn)生的影響更大。

從圖9中還可見(jiàn)由導(dǎo)葉、動(dòng)葉幾何關(guān)系引起的不同葉高處激波相對(duì)于動(dòng)葉的位置變化。對(duì)比10%、50%和90%葉高激波位置可見(jiàn)，在葉尖前緣位置最早受到導(dǎo)葉尾緣激波的影響，但激波強(qiáng)度相對(duì)不大，引起的壓力脈動(dòng)幅度較小。經(jīng)過(guò)約0.15個(gè)動(dòng)葉通過(guò)周期后，導(dǎo)葉葉中位置的激波移動(dòng)到動(dòng)葉前緣位置，此時(shí)激波引起的壓力脈動(dòng)幅度最大；最后受到激波影響的位置在動(dòng)葉根部，激波強(qiáng)度與葉中相比有所減弱。

動(dòng)葉進(jìn)口距前緣約16%軸向長(zhǎng)度位置沿各葉高處的靜壓分布如圖10所示。橫、縱坐標(biāo)分別表示動(dòng)葉節(jié)距的無(wú)量綱數(shù)和其經(jīng)過(guò)上游1個(gè)導(dǎo)葉柵距的時(shí)間。在10%葉高位置，清楚可見(jiàn)在0.56軸向距離位置處，由激波和其反射波引起的壓力脈動(dòng)。在50%葉高位置膨脹波對(duì)進(jìn)口靜壓分布的影響較為明顯，膨脹波的位置是隨動(dòng)葉與導(dǎo)葉的相對(duì)位置變化而變化的，故在圖中并沒(méi)有呈現(xiàn)與激波作用明顯相同（從左上到右下對(duì)角線）的趨勢(shì)。A-A和B-B位置處的靜壓系數(shù)隨時(shí)間的變化如圖11所示，分別反映了激波、反射波和膨脹波對(duì)壓力場(chǎng)分布的影響。

圖11 不同位置靜壓系數(shù)隨時(shí)間的變化

2.5 低頻擾動(dòng)

從如圖3所示的監(jiān)測(cè)點(diǎn)處各參數(shù)的時(shí)間變化可見(jiàn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)1處的靜壓值和軸向速度由于動(dòng)葉掃過(guò)導(dǎo)葉出口處的流場(chǎng)時(shí)，受到激波和尾跡的擾動(dòng)而呈現(xiàn)出非常均勻地周期性變化。靜壓和軸向速度經(jīng)過(guò)FFT變換后的頻譜如圖12所示。從監(jiān)測(cè)點(diǎn)1的頻譜分析可以看出主頻（NPF）對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子通過(guò)1個(gè)導(dǎo)葉通道的頻率，同時(shí)也是激波和尾跡作用于動(dòng)葉通道內(nèi)流場(chǎng)和葉片表面的頻率。另外，葉尾緣激波和尾跡的位置也存在由動(dòng)葉周期性掃過(guò)導(dǎo)葉出口流場(chǎng)引起的周期性變化。

圖12 靜壓頻譜分析

受上述諸多因素的影響，動(dòng)葉通道內(nèi)的靜壓和軸向速度除了存在上述擾動(dòng)外，還存在低頻擾動(dòng)。從監(jiān)測(cè)點(diǎn)2靜壓頻譜分析中清楚可見(jiàn)這種低頻信號(hào)，其頻率約為主頻的10%，即動(dòng)葉完整旋轉(zhuǎn)1周出現(xiàn)4次周期性的波動(dòng)。

動(dòng)葉表面50%葉高位置選取8個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)處的靜壓（無(wú)量綱）隨時(shí)間的變化如圖13所示。其中點(diǎn)1位于葉片前緣，點(diǎn)2、3分別位于激波最遠(yuǎn)作用點(diǎn)的上、下游，點(diǎn)4、5分別位于動(dòng)葉激波上、下游，點(diǎn)6～8分別位于壓力面前緣、葉中和尾緣附近。各點(diǎn)處的靜壓波動(dòng)幅值均有所不同，幅值變化最大和最小的位置分別位于點(diǎn)1、8位置處。對(duì)比發(fā)現(xiàn)從點(diǎn)2到3位置，葉片表面靜壓波動(dòng)程度明顯減小，而且在點(diǎn)3位置處清晰可見(jiàn)上述提到的低頻擾動(dòng)。另外，在壓力面上點(diǎn)7位置處仍可以受到導(dǎo)葉尾緣激波的影響，其壓力波動(dòng)的幅度與點(diǎn)6處的相比變化不大。激波向下游傳播時(shí)強(qiáng)度越來(lái)越弱，到點(diǎn)8位置處激波對(duì)葉片表面靜壓波動(dòng)的影響消失，尾跡的影響也有所減弱，而低頻擾動(dòng)仍然存在。從動(dòng)葉出口的靜壓波動(dòng)情況來(lái)看，低頻擾動(dòng)對(duì)渦輪總體性能參數(shù)影響很小，而對(duì)局部細(xì)節(jié)的流場(chǎng)影響相對(duì)較大，如在點(diǎn)3位置處低頻靜壓脈動(dòng)量占動(dòng)靜干涉引起脈動(dòng)量的8%。

圖13 動(dòng)葉表面各點(diǎn)的相對(duì)靜壓變化（50%葉高）

3 結(jié)論

（1）引起高壓渦輪內(nèi)部非定常流動(dòng)的因素主要有激波、位勢(shì)和尾跡作用等。計(jì)算結(jié)果顯示由導(dǎo)葉激波引起的非定常效應(yīng)最為明顯，其作用在動(dòng)葉葉片表面，引起強(qiáng)烈的壓力波動(dòng)。尾跡對(duì)動(dòng)葉內(nèi)部流場(chǎng)的影響也是不可忽略的，動(dòng)葉壓力面和吸力面0.5倍軸向弦長(zhǎng)位置下游處的靜壓波動(dòng)很大程度上是由于尾跡輸運(yùn)導(dǎo)致的。

（2）從監(jiān)測(cè)點(diǎn)處?kù)o壓變化可見(jiàn)，在動(dòng)葉通道內(nèi)靜壓波動(dòng)最大區(qū)域?qū)?yīng)于導(dǎo)葉激波通過(guò)時(shí)刻，波動(dòng)相對(duì)較小的區(qū)域?qū)?yīng)于內(nèi)尾波的反射波通過(guò)時(shí)刻，而尾跡的影響則很小。

（3）從監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變量及動(dòng)葉葉片表面各關(guān)鍵點(diǎn)的靜壓變化數(shù)據(jù)可知，除了由導(dǎo)葉激波和尾跡引起的動(dòng)葉通道及葉片表面靜壓周期性脈動(dòng)外，還存在1種低頻擾動(dòng)，其頻率遠(yuǎn)小于動(dòng)葉通過(guò)頻率。從動(dòng)葉出口的靜壓波動(dòng)情況來(lái)看，低頻信號(hào)對(duì)渦輪總體性能參數(shù)影響很小，而對(duì)局部流場(chǎng)影響相對(duì)較大。

（4）從全環(huán)非定常計(jì)算結(jié)果可知，采用區(qū)域縮放法按最大公約數(shù)簡(jiǎn)化模型（如在本算例中?；癁?∶3），在預(yù)測(cè)動(dòng)葉通道內(nèi)流場(chǎng)中的各種非定常擾動(dòng)時(shí)必然產(chǎn)生較大誤差，?；蟮牧鲌?chǎng)抹消了流場(chǎng)中存在的低頻擾動(dòng)。

致謝

感謝北京航空航天大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院鄒正平教授在本課題研究中給予指導(dǎo)和幫助！

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