关于高速轴流压缩机在伴随涡流畸变情况下稳定性增强机制的研究

《Scientific Reports》：Study on the stability enhancement mechanism of a high-speed axial compressor under paired swirl distortion

　　

摘要

现代战斗机广泛采用了蛇形和埋入式的进气布局，这种布局会在进气口产生显著的涡流畸变，从而对压缩机的运行稳定性产生不利影响。本研究通过数值模拟和实验验证，探讨了高速轴流压缩机在涡流作用下的不稳定机制及其稳定性提升技术。研究表明，压缩机失速主要是由于叶片尖端泄漏涡流的扩散以及气流的阻塞所致。通过对壳体进行处理，可以有效抑制叶片尖端泄漏涡流的形成和发展，从而减轻气流阻塞现象，不仅提高了失速裕度，还改善了径向气流分布，进而提升了总压比，使压缩机在高转速下的运行更加稳定。在模拟和实验中，壳体处理使失速裕度分别提高了52.66%和50.40%，而峰值效率仅分别下降了0.05%和0.13个百分点。