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端壁吸气控制平面叶栅密流比研究
端壁吸气控制平面叶栅密流比研究
摘要：
平面叶栅是一种常用的流体控制装置，通过调节叶栅的宽度和间距可以改变流场分布，从而实现流体控制目的。本文通过数值模拟的方法，研究了端壁吸气控制平面叶栅在不同密流比条件下的流动特性。结果表明，通过调节密流比可以有效地控制流体在叶栅间隙的分布，从而实现流体的均匀控制。
关键词：端壁吸气，平面叶栅，密流比，数值模拟
1.引言
平面叶栅是一种常见的流体控制装置，广泛应用于压气机、涡轮机等领域。通过调节叶栅间距和宽度，可以改变流场分布，从而实现流体控制目标。端壁吸气是一种常用的控制手段，通过在叶栅的两侧设置吸气口，可以改变流体在叶栅间隙的分布，实现流体的均匀控制。
本文主要研究了端壁吸气控制平面叶栅在不同密流比条件下的流动特性。密流比是指单位时间内吸气量与流体流量之比。通过数值模拟的方法，我们在不同密流比下，分析了流体在叶栅间隙中的分布情况，以及在不同密流比条件下流体的均匀性。
2.方法
2.1数值模拟模型
采用计算流体力学（CFD）方法，建立了端壁吸气控制平面叶栅的数值模拟模型。模型采用了三维非定常Navier-Stokes方程和RNGk-ε湍流模型。边界条件采用了壁面无滑移条件和压差边界条件。
2.2网格生成
根据叶栅的几何参数，生成了有结构化网格的计算域。为了保证数值模拟的准确性，密集的网格生成在叶栅间隙和壁面附近。
2.3数值求解
通过数值求解器，求解了非定常Navier-Stokes方程和湍流模型。采用了隐式时间离散化方法和线性迭代方法进行求解。
3.结果与讨论
通过数值模拟，我们研究了不同密流比条件下端壁吸气控制平面叶栅的流动特性。结果显示，密流比对流体的分布和均匀性具有重要影响。
3.1流体的分布
在低密流比条件下，流体主要聚集在叶栅的中部区域，流体在叶栅间隙中的分布较不均匀。随着密流比的增加，流体逐渐向叶栅的两侧扩散，流体在叶栅间隙中的分布逐渐均匀。
3.2流体的均匀性
通过计算流体的非均匀系数，我们评估了不同密流比条件下流体的均匀性。结果表明，随着密流比的增加，流体的均匀性逐渐提高。在较高密流比条件下，流体的均匀性显著提高。
4.结论
本文研究了端壁吸气控制平面叶栅在不同密流比条件下的流动特性。通过数值模拟，我们发现密流比对流体的分布和均匀性具有重要影响。在较高密流比条件下，流体的均匀性显著提高，可以更好地实现流体的控制目标。
未来的研究可以进一步探究端壁吸气控制平面叶栅在不同工况下的流动特性，以及优化叶栅的几何参数和密流比条件，以实现更好的流体控制效果。
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