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| 1 | 燃气轮机涡轮叶顶间隙气热技术研究进展显示文摘涡轮叶顶间隙泄漏流动对其流道内气动损失、传热状况甚至总体效率都有较为明显的影响,是降低涡轮气热性能的关键因素之一。长期以来,叶顶间隙区域的流动传热机理及其气热控制一直是燃气轮机领域研究的一个热点和难点问题。鉴于此,从叶顶间隙泄漏流动机理及影响因素、间隙泄漏控制方法、叶顶传热冷却机理、影响因素与控制、叶顶间隙气热优化以及过渡态叶顶间隙变化规律及建模与控制等方面对国内外近十年来涡轮叶顶间隙气热技术方面的研究进展进行综述,并简要总结了叶顶间隙泄漏流的常用研究方法,包括流动传热试验与数值计算方法等。最后,对涡轮叶顶间隙气热技术的未来研究重点和发展趋势进行了展望。 | 高杰 郑群 岳国强 董平 姜玉廷 | 2017 | 航空学报2017，38，9： | 16 |
| 2 | 涡轮转子凹槽叶尖泄漏流动气动热力特征显示文摘为探索总结凹槽叶尖泄漏流动气动热力特征,利用实验和数值模拟方法,对叶尖凹槽内部旋涡相互作用机理和叶顶流动换热与泄漏流能量再分布等问题进行研究,并对凹槽叶尖参数化设计方法进行探讨。结果表明:搭建的考虑多因素实验台和可视化泄漏流动测量方案可以精确地捕捉到叶顶区域的流动结构;刮削涡在凹槽中起到'气动篦齿'作用,其形态特征的变化直接影响凹槽叶尖对泄漏流动的控制效果;高温泄漏流流体对叶片表面的冲击是叶尖热负荷提高的主要原因;合理选择叶尖气动参数和凹槽的几何参数可以有效控制刮削涡形态,最终提升叶尖气动热力性能。 | 邹正平 姚李超 轩笠铭 邵飞 黄霖 贺晓娟 | 2020 | 推进技术2020，41，9： | 8 |
| 3 | An experimental method for squealer tip flow field considering relative casing motion显示文摘Squealer tip is widely used in turbines to reduce tip leakage loss.In typical turbine environment,the squealer tip leakage flow is affected by multiple factors such as the relative casing motion and the wide range of variable incidence angles.The development of experimental methods which can accurately model the real turbine environment and influencing factors is of great significance to study the squealer tip leakage flow mechanism.In the present paper,a low-speed turbine cascade test facility which can model the relative casing motion and wide range of variable incidence angles(-25°to 55°)is built.Based on the similarity criteria,a high-low speed similarity transformation method of the turbine cascade is established by considering the thickness of the turbine blade.A combined testing method of Particle Image Velocimetry(PIV)and local pressure measurement is proposed to obtain the complex flow structures within the tip cavity.The results show that the experimental method can successfully model the relative casing motion and the wide range of variable incidence angles.The low-speed cascade obtained by the similarity transformation can model the high-speed flow accurately.The measurement technique developed can obtain the complex flow field and successfully capture the scraping vortex within the squealer tip. | Fei ZENG Jinlin DU Lin HUANG Liming XUAN Qiang ZHAO Zhengping ZOU | 2020 | Chinese Journal of Aeronautics2020，33，7： | 8 |
| 4 | Effects of axial gap and nozzle distribution on aerodynamic forces of a supersonic partial-admission turbine显示文摘The turbine in an LH2/LOX rocket engine is designed as a two-stage supersonic partialadmission turbine. Three-dimensional steady and unsteady simulations were conducted to analyze turbine performance and aerodynamic forces on rotor blades. Different configurations were employed to investigate the effects of the axial gap and nozzle distribution on the predicted performance and aerodynamic forces. Rotor blades experience unsteady aerodynamic forces because of the partial admission. Aerodynamic forces show periodicity in the admission region, and are close to zero after leaving the admission region. The unsteady forces in frequency domain indicate that components exist in a wide frequency region, and the admission passing frequency is dominant.Those multiples of the rotational frequency which are multiples of the nozzle number in a fulladmission turbine are notable components. Results show that the turbine efficiency decreases as the axial gap between nozzles and the 1 st stage rotor(rotor 1) increases. Fluctuation of the circumferential aerodynamic force on rotor 1 blades decreases with the axial gap increasing. The turbine efficiency decreases as the circumferential spacing between nozzles increases. Fluctuations of the circumferential and axial aerodynamic forces increase as the circumferential spacing increases. As for the non-equidistant nozzle distribution, it produces similar turbine performance and amplitudefrequency characteristics of forces to those of the normal configuration, when the mean spacing is equal to that of the normal case. | Jinpeng JIANG Jiawen LI Guobiao CAI Jue WANG Qiyan LIN | 2017 | Chinese Journal of Aeronautics2017，30，6： | 4 |
| 5 | 机匣沟槽对微型轴流涡轮叶尖泄漏流动的影响显示文摘为了揭示机匣沟槽对微型涡轮叶尖泄漏流动的作用机制,本文通过对某微型涡喷发动机的单级轴流式涡轮进行机匣设计,研究了4%间隙比时不同机匣沟槽结构对其叶尖泄漏流动的影响。计算结果说明:当全机匣沟槽结构的沟槽深度大于叶尖间隙时,封严效果较好;相较于全机匣沟槽结构,后开式机匣沟槽结构的封严效果更好,且随着沟槽前缘间隙的增大,封严效果减弱。当台阶与叶片前缘的距离等于叶尖间隙时,封严效果最佳,即泄漏流明显减弱,同时效率减小量较小。 | 赵晨彦 魏佐君 倪明 任光明 | 2022 | 推进技术2022，43，10： | 0 |
| 6 | 凹槽叶尖受限空间内流动特性的实验研究显示文摘为了深入理解叶尖泄漏流动机理及凹槽控制泄漏损失的物理机制,围绕叶尖凹槽内部旋涡相互作用及能量分布等问题进行实验研究。介绍了一种可模拟端壁相对运动且考虑多因素的低速叶栅试实验台,并发展了适用于凹槽叶尖受限空间的热线测量技术,利用该技术精确捕捉了多工况下叶尖区域的流动结构及演化过程。结果表明:端壁相对运动可促进叶尖区域内的湍流发展,增强掺混和耗散作用,从而控制泄漏流;负荷分布可改变流场的湍流脉动统计规律,影响刮削涡的堵塞效果和控制范围;间隙高度大小对凹槽腔流动结构的产生和发展有直接的影响,从而改变了凹槽对叶尖泄漏流的控制效果。 | 宋友富 曾飞 宋玉琴 | 2022 | 推进技术2022，43，11： | 0 |
| 7 | 涡轮叶顶泄漏控制研究进展显示文摘通过归纳国内外涡轮叶顶泄漏控制研究,总结了轴流、向心涡轮采用的叶顶泄漏控制方法及取得的研究进展,分析了不同控制方法的特点和不足,最后对涡轮叶顶泄漏控制方法的发展趋势进行了展望。目前,带冠轴流涡轮叶顶泄漏控制方法除了传统的迷宫密封,还有蜂窝密封、干气密封等;不带冠轴流涡轮控制方法种类较多,可细分为主动控制方法和被动控制方法;开式和半开式向心涡轮控制方法目前仅有叶型优化和机匣开槽;闭式向心涡轮控制方法较为单一,以迷宫密封为主。轴流涡轮中多种泄漏控制方法耦合具有较好的应用前景;开式和半开式向心涡轮中综合有效的叶顶泄漏控制方法,以及闭式向心涡轮轮盖空腔非设计工况和非定常工况下的泄漏特性有待进一步研究。 | 傅力宏 张雪辉 陈海生 王星 张金凤 周鑫 秦伟 | 2023 | 工程热物理学报2023，44，5： | 0 |
| 8 | 不同凹槽叶尖对双级涡轮气动性能的影响显示文摘利用数值模拟方法,研究了双级涡轮环境下常规凹槽叶尖和吸力面肋条尾缘开缝凹槽叶尖对泄漏损失的影响。基于叶尖端区流动结构,探讨了吸力面肋条尾缘开缝凹槽几何对叶尖泄漏损失的影响及上游凹槽叶尖对下游气动损失的影响机理。结果表明,相比常规凹槽叶尖,吸力面肋条尾缘附近合理的开缝结构不仅能增强刮削涡对泄漏流动的控制作用,而且还能减小叶尖中下游泄漏流与主流的夹角,对涡轮级气动性能的提升更加有利。在双级涡轮环境中,第一级转子凹槽叶尖对第二级涡轮气动性能的作用不可忽视。第一级转子凹槽叶尖通过控制泄漏涡的发展降低下游静子机匣边界层速度梯度,从而减弱了静子机匣通道涡强度,进而减小了第二级静子气动损失。 | 邵飞 武晓龙 马广健 周琨 李凤超 | 2019 | 燃气涡轮试验与研究2019，32，5： | 0 |
| 9 | 机匣周向槽对跨声速涡轮叶顶泄漏流结构和气动特性影响的研究显示文摘为了控制涡轮叶顶间隙泄漏流以改善叶顶区域的流动状况,提出了机匣周向槽造型方法。以典型跨声速涡轮级(Thermal Turbomachinery and Machine Dynamics,TTM)模型为对象,研究了不同高度的机匣周向槽造型对涡轮叶顶流动结构和气动特性的影响。结果表明,引入机匣周向槽造型后,近叶顶涡系结构发生了显著变化,叶顶泄漏涡(TLV)分为前后两部分,TLV-1穿过上通道涡(UPV)并逐渐被消耗,TLV-2则在周向槽之后重新形成并发展至尾缘,导致TLV的强度减弱,尺度减小。此外,由于周向槽的卷吸削弱了马蹄涡压力侧分支(HVP)的强度,加上TLV-1的压制和消耗,UPV更为远离机匣,与TLV的交互作用减弱,其强度减弱,尺度减小。总体而言,随着造型高度增大,叶顶间隙泄漏率逐渐减小,涡轮级总静效率先增大后减小。相比于无周向槽设计,当造型高度为2倍叶顶间隙时,叶顶泄漏率可降低0.15%,涡轮级总静效率可提升0.31%。 | 李玮琪 陶志 宋立明 李军 丰镇平 | 2023 | 推进技术2023，44，2： | 0 |
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