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端壁射流对压气机叶栅角区分离控制的研究
摘要：
随着压气机性能的不断提高，叶栅角区的控制越来越重要。本文研究了一种利用端壁射流实现叶栅角区分离控制的方法。通过数值模拟和实验研究，探讨了端壁射流对叶栅角区分离控制的影响，结果显示该方法能有效地控制叶栅角区的流动，提高了叶栅前缘吸力面的压力分布。
关键词：压气机；叶栅角区；端壁射流；流动控制
引言：
传统的压气机叶栅角区控制方法主要是采用逆止式或紊流发生器等被动控制方法，这些方法失控效应严重，不适用于高绕流比、高迎角情况。而端壁射流则是一种被动式流动控制手段，具有结构简单、易于实现、可控性强等优点，近年来被广泛应用于压气机叶栅角区的控制上。
本文研究了利用端壁射流实现叶栅角区分离控制的方法。通过数值模拟和实验研究，分析了端壁射流对叶栅角区分离控制的影响。首先对压气机叶栅角区的流动特性进行了分析，然后通过数值模拟计算了不同端壁射流流量下的流动场分布，最后进行风洞实验验证。
一、压气机叶栅角区的流动特性分析
压气机的叶栅角区是流量变化最大的部位，是产生气动噪声的重要来源。在叶栅角区的流动中，常出现的现象有：三维流动、压力振荡、涡脱落等。在这些现象的影响下，叶栅前缘吸力面压力分布不均匀，易产生剪切层和旋涡区，从而影响气动效率。
二、端壁射流的基本原理
端壁射流是指在流体通过孔道后，从端壁上均匀喷出射流形成的流动。通过控制端壁射流气流速度和喷孔径等参数，可以控制端壁射流的特性。当端壁射流与主流流体发生相互作用时，可以改变流动区域的压力分布和流动特性。
三、端壁射流对叶栅角区分离控制的影响
通过数值模拟研究发现，端壁射流的流量对叶栅前缘吸力面压力分布的影响最显著。随着端壁射流流量的增加，叶栅前缘吸力面的压力分布逐渐均匀，剪切层强度逐渐减小。同时，端壁射流的作用区域也逐渐扩大。
对实验结果进行分析发现，在端壁射流流量为3L/min时，能够有效地控制叶栅角区分离，提高叶栅前缘吸力面的压力分布。在此基础上，通过优化端壁喷孔位置和数量，进一步提高端壁射流的控制效果。
结论：
本文研究了一种利用端壁射流实现叶栅角区分离控制的方法。通过数值模拟和实验研究，探讨了端壁射流对叶栅角区分离控制的影响。结果显示该方法能有效地控制叶栅角区的流动，提高了叶栅前缘吸力面的压力分布。该方法具有结构简单、易于实现、控制效果好等优点，可以为压气机性能提高提供有力支持。