文档介绍：中国工程热物理学会流体机械
学术会议论文中国工程热物理学会流体机械
学术会议论文编号：157078
数值模拟研究压气机转子中叶顶泄漏流的
振荡特性
王昊 1，吴亚东2，欧阳华 1
（1. 上海交通大学机械与动力学院，上海 200240；
2. 上海交通大学航空航天学院，上海 200240）
（Tel:**********, Email:******@）
摘要为了研究叶顶间隙流的非定常振荡特性，对一低速轴流压气机转子的不同流量工况进行了全通道
非定常数值计算。发现在大流量工况下，叶顶流场几乎为定常，不随时间变化；随着流量减小，叶顶
流场逐渐开始产生脉动，并观察到叶顶间隙流的周期性振荡现象。虽然叶顶间隙流在不同流道的振荡
形式相同，但转子叶片排中不同流道中叶顶泄漏流的振荡是非同步的。一个流道中某一时刻的叶顶泄
漏涡的结构会在一个延迟时间后在下一个流道中重复出现。这导致相邻流道间的压力脉动具有相位延
迟，从而引入了一个沿转子周向旋转的流动结构。
关键词压气机；叶顶泄漏流振荡；数值模拟；频谱分析；相位延迟

0 前言
压气机内部的叶顶泄漏流动属于端壁区的二次流，是一种非常复杂的三维非定常流
动，对压气机的性能和稳定性有重要影响。叶顶泄漏流不仅会造成流动损失，降低压气
机效率，它在小流量工况下发生的非定常振荡还与压气机转子的气动不稳定性有密切关
系，如旋转失速和旋转不稳定性[1,2,3]。近年来，世界上许多学者致力于对叶顶泄漏流非
定常脉动特征的研究。Mailach等人[4,5]对某四级低速轴流压气机进行研究，发现在小流
量和大叶顶间隙的情况下叶顶间隙涡会与相邻叶片发生周期性干涉，使叶顶流场发生非
定常脉动，且相邻叶片通道的叶顶间隙涡呈现强弱交替的变化，导致了旋转不稳定性的
产生，旋转不稳定性频率为约25%BPF。Bae等