近失速条件下转/静干涉非定常流动及发声机理的综合研究

转子/静子干涉现象广泛存在于航空发动机、燃气轮机、风机、泵喷等各种空气和水下推进装置中。在近失速条件下，前方叶片排分离流动尾迹与后续叶片排相互干涉现象非常复杂，非定常流动及发声机理仍是一个尚未完全解决的难题。本项目将致力于发展高精度的计算气动声学方法研究该问题。精确模拟转子叶片排分离流动尾迹的关键是引入脱体涡湍流模拟技术，即在近壁区求解非定常雷诺平均方程，而在分离区采用大涡模拟技术，同时将采用低耗散低频散的高阶时空格式和无反射边界条件，以便能高精度地揭示声波、涡波和熵波的非线性时空演化过程。数值研究将包括圆柱/叶片干涉和转子/静子干涉等不同复杂程度的物理问题。与数值研究相配合，将利用声学风洞建立一个圆柱/单叶片干涉绕流实验台，采用粒子图像测速技术测量非定常分离流动的涡系结构、叶片表面非定常载荷、应力和远近声场分布。实验将重点关注尾迹宽度和形状、撞击位置和角度等对非定常响应的影响机理。