叶轮盘腔内流传热精细计算及降维建模研究文献综述

文献综述

现代航空发动机中，空气系统承担着发动机热端部件的冷却、封严、除冰及平衡轴向力等作用，与发动机的安全运行密切相关。

航空发动机的空气系统具有典型的气动、传热、强度等多学科耦合特征，空气系统的内部流动和换热问题常常伴随着复杂的流动、几何及热边界条件，其流场和换热特性对航空发动机整机的性能和稳定运行非常重要。

空气系统中盘腔可分为两类：静子-转子系统和转子-转子系统[1]。

转静盘腔瞬态流动广泛存在于航空发动机运行的过程中：一方面，在发动机起飞、加速、降落等工况急剧变化时，空气系统流路中流动参数的将随时间而波动；另一方面，与民用发动机相比，军用发动机工作状态的改变更为频繁。

旋转盘腔是航空发动机空气系统的重要的组成部分，预旋供气系统、轮缘封严以及压气机中均存在大量旋转盘腔结构。

旋转盘腔中的流动换热的特性对航空发动机中高温部件的强度、寿命以及各部件间的稳态和瞬态间隙的变化有着很重要的影响[2]。

航空发动机性能的不断提高，需要更深刻地认识到高温、高压、高转速条件下旋转盘腔中的流动换热特性，特别是要对换热特性中包括换热系数、换热温度以及换热量的分布规律以及影响因素进行研究[3]。

随着压气机和涡轮性能的改善越来越难以实现，人们开始关注二次通道流动与主环空腔流动的相互作用，以及模拟真实发动机几何形状的效果。

近年来对航空发动机空气系统的研究主要集中在仿真方法的建立、验证和单一部件的特性分析上，对空气系统流动与能量方程组的求解方法研究较为有限，缺少对空气系统整体性能的研究。