导读:本文包含了附面层分离控制论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:面层,射流,抽吸,雷诺,声速,等离子体,涡流。
附面层分离控制论文文献综述
徐皓[1]（2019）在《附面层振荡抽吸控制高负荷扩压叶栅内部分离流动的机理研究》一文中研究指出对航空发动机推重比日益提升的要求对轴流压气机的气动设计提出了巨大的挑战。压气机负荷提高的同时,伴随而来的剧烈分离流动不仅严重影响了效率,甚至会阻碍整机的稳定性。所以在保证高负荷工作的同时,维持内部流动高效是叶轮机械从业者孜孜以求的理想境界。在被动流动控制手段的潜力逐渐被充分发掘的今天,若要进一步提升压气机级负荷,主动流动控制技术的介入必然是压气机领域未来的发展重点。哈尔滨工业大学发动机气体动力研究中心团队在深刻理解了压气机内部流动机理的基础上,提出了低反动度压气机设计理念。针对转静部件不同的流动情况,释放动叶的扩压需求,而着力于总压升;采用主动控制手段组织静叶流动,实现大幅静压升。动静叶各司其职,各自内部流动矛盾鲜明,且克服了传统吸附式压气机动叶部件上施加主动抽吸带来的结构强度问题。在这一背景下,附面层抽吸技术控制效果是决定低反动概念能否成功实现的重要一环。为了进一步改善抽吸控制的效果,降低成本,并提升对变工况的敏感性,本文将振荡激励引入抽吸流量中,并对其进行了系统的研究。首先开展了关于扩压翼型附面层分离的二维uRANS和LES仿真计算。在相同外部条件下,对比定常抽吸和振荡抽吸在大尺度分离流场中的控制效果。采用模态分析手段对流场进行了分析,探究了振荡抽吸控制背后的非线性物理过程。结果表明,振荡抽吸控制效果受非定常控制参数的影响。当激励频率适当时,振荡抽吸能够进一步减小叶栅损失系数。最优频率受激励幅值影响,但总体来说等于叶片尾缘脱落涡特征频率或其倍频。当激励频率一定时,控制效果并不随着激励幅值的增加而单调改善。振荡抽吸继承了定常抽吸削弱附面层分离程度的优势,在此基础上通过引入周期性激励信号实现了对流场分离结构的重构过程。通过诱导额外涡输运过程来促进回流区低能流体同主流的动量交换。激励后的流场结构更为简单。大涡模拟结果证明了uRANS计算结果对分离流动在定性描述方面的可靠性。对非控流场的稳定性分析表明,分离流场处于中立稳定的状态,在受到外界扰动时,容易发生改变。当引入抽吸控制时,分离流场的全局稳定有所提升,而振荡抽吸控制的流场全局稳定性特征更好。在理清振荡抽吸对二维附面层分离现象的作用机理后,转而在叁维平面扩压叶栅中开展了研究。首先在对平面扩压叶栅内部各集中涡系结构进行了在探索。明确了在不同负荷水平扩压叶栅内流动恶化的主次矛盾:在常规负荷时,主要矛盾为通道涡结构;当负荷过高发生角区失速时,此时吸力面分离成为主要叶栅性能的流动结构。在此基础上对基于吸力面槽抽吸方式振荡抽吸控制角区分离流动的效果进行了深入探索。结果表明在振荡激励的作用下,原本角区层状的分离涡被离散成独立的展向涡管并向下游输运。而流向涡系结构(如马蹄涡和通道涡)并未受到较大影响。性能方面,新形成的离散分离涡结构虽然加剧了局部损失的产生,但显着削弱了时均叶栅损失并改善了叶栅通流情况。离散分离涡的形成机理同二维分析中得到的结论基本一致。吸力面抽吸槽产生的非定常扰动诱导分离剪切层卷起集中涡,不同叶高的类似过程共同形成了展向涡管。离散的分离涡促进了主流与回流区内部低能流体的动量交换,提升了低能流体的动量水平,从而起到了减小损失和改善通流的效果。之后在中亚音马赫数来流下的计算结果表明振荡抽吸的更高马赫数时其优势依然能够保持。最后考察了流况最为复杂的级环境中振荡抽吸技术的控制效果。初步验证该技术的有效性。对级流动进行了详细的流动分析,理清各流动现象的主次地位,以为改善振荡抽吸配置提供方向。结果表明:不同的典型工况下,决定压气机级性能的主要矛盾不同:在近失速工况下(NS),静叶中附面层分离相关流动是损失的主要来源;随着流量增加,静叶流动趋于有序,此时动叶叶顶泄漏流动成为左右性能的主要因素,尤其在接近堵塞点(NC)的情况。振荡抽吸技术在吸力面分离现象为主要矛盾的工况下,可以发挥其全部优势;但在静叶流动较好的工况下反而因其带来额外粘性耗散而使级性能下降。虽然在级环境下,动叶尾迹的周期性扫掠会诱导静叶分离附面层成离散状,特征频率同转子转动频率一致,但强度较弱;振荡抽吸诱导的离散吸力面分离涡强度更高,其频率同激励频率一致,其机理同平面叶栅中总结出的规律大体一致。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
梁田,刘波,茅晓晨[2]（2019）在《附面层抽吸对叶栅角区分离流动的控制研究》一文中研究指出为研究附面层抽吸对叶栅角区分离流动的控制效果和机理,以高负荷轴流压气机叶栅为研究对象,基于数值方法深入分析了不同抽吸方案对叶栅角区流场的影响以及叶栅攻角特性随抽吸流量组合的变化规律。结果表明:不同抽吸方案对叶片通道中的分离流动的控制机理不同,进而会影响叶片负荷及扩压能力;将吸力面抽吸与端壁附面层抽吸结合起来的组合抽吸方案基本消除了位于叶栅吸力面的附面层分离和角区分离,叶栅叶型损失系数显着降低,在5°攻角下,当吸力面抽吸量为1.88%,端壁抽吸量为0.82%时,损失系数相较于原叶栅降低约63.8%;并且进一步研究发现各抽吸槽的抽吸流量均存在其最佳临界值;在进行组合抽吸时,应针对不同攻角工况,在其相应的临界值范围内选择合理的抽吸流量,以达到用较小的吸气量实现对叶栅分离流动的控制。(本文来源于《推进技术》期刊2019年09期）
邵琪杰,王掩刚,李悦[3]（2017）在《非对称射流对激波诱导附面层分离的控制》一文中研究指出激波附面层干涉是超声速飞行器及跨音速压气机面临的一个重要问题。本文建立了一种非对称射流主动控制激波附面层干涉模型,运用Open Form软件分析了该模型中射流对激波附面层干涉的控制效果、流场结构以及射流相关参数对控制效果的影响。结果表明:射流控制激波附面层干涉流场由叁维弓形激波、λ波、桶状激波、膨胀波区、马赫盘及非对称流向涡构成,且非对称流向涡是产生射流控制效果的主要原因;射流的总压和偏航角对控制效果有较大影响,在本文给定的工况下,当射流总压1Mpa,射流偏航角为30°时,可以大幅抑制分离泡的产生,使流场整体的分离程度最低。(本文来源于《中国航天第叁专业信息网第叁十八届技术交流会暨第二届空天动力联合会议论文集——发动机内流气动技术》期刊2017-08-23）
孙爽,雷志军,李伟,董立辉,付宇[4]（2016）在《定常来流条件下低压涡轮附面层分离流动控制手段的实验研究》一文中研究指出高空低雷诺数状态下,低压涡轮吸力面流动分离严重,利用被动控制手段可以有效缓解流动分离,提高叶型效率。为了降低低雷诺数下吸力面的流动分离,实验研究了粗糙度在定常来流条件下对低压涡轮叶型损失及吸力面附面层分离的控制效果。实验依托一台低速叶栅风洞,考察了9种粗糙度控制方案对PACKD-A超高负荷后加载叶型的流动控制效果。实验发现在来流湍流度2.2%,5.0×104~1.6×105的雷诺数测试范围内,覆盖19.5%吸力面弧长范围,粗糙高度(Ra)为20.91μm的粗糙条带是一种最优布置方案。这一优化的流动控制手段可以在一定程度上兼顾降低叶型损失,扩大涡轮叶片正常工作范围的作用。(本文来源于《推进技术》期刊2016年06期）
兰云鹤[5]（2015）在《高负荷扩压叶栅附面层抽吸对分离流动控制研究》一文中研究指出航空发动机的发展决定着我国航空事业的水平,只有航空发动机达到了先进水平,航空事业才能不断发展进步。作为航空发动机中重要部件之一的压气机的气动性能的高低也是影响航空发动机性能的关键因素。随着压气机负荷的增加,叶栅内的流动分离情况也逐渐加剧,使得高负荷压气机的设计变得较困难。为了解决这一难题,MIT提出了“吸附式压气机”的概念,而国内哈工大王松涛教授则提出了只在静叶中进行附面层抽吸的高负荷低反动度吸附式压气机设计概念。由于该类压气机动叶采用了低反动度设计,因此其下游与之相匹配的静叶负荷将会升高,故在静叶中需要采用附面层抽吸技术来控制静叶栅中的分离流动,提高压气机的气动性能。本文选择了亚音速和跨音速两种低反动度单级压气机的静叶进行附面层抽吸,研究附面层抽吸对该压气机静叶内分流流动的控制及气动性能的影响。为了使得数值计算结果更具有工程实际应用性,本文在静叶中设计了叶片空腔、抽吸孔或抽吸槽以及端壁引气腔等结构。本文选择Stage35来进行数值计算方法验证,网格数为100万,采用k-ε湍流模型。通过将数值计算结果与实验结果进行对比,证明本文采用k-ε湍流模型计算得到的结果是可靠的,本文采用的数值计算方法可行。在证明数值计算方法可靠后,本文先以低转速的亚音速压气机静叶为附面层抽吸研究对象,在静叶中通过叶片空腔、吸力面与端壁抽吸孔以及端壁引气腔等抽吸结构进行附面层抽吸。依据原始的压气机分离流动形式,初步设定了下端壁与吸力面联合抽吸的附面层抽吸方案。选择一个“特定的”工况进行数值计算,结果表明,只采用下端壁和吸力面进行附面层抽吸,上端壁区域会出现流动恶化,但是随着抽吸量的增加,流动情况会得到进一步的改善,压气机的总性能会有明显提高;通过调整局部的抽吸量或者抽吸位置的方式,能够使各部分抽吸量重新分配,从而使附面层抽吸效果更显着,证明通过调整局部抽吸方式来改善抽吸效果的策略是可行的。在下端壁与吸力面联合抽吸方式的研究基础上,本文添加了新的附面层抽吸方案,采用了上、下端壁与吸力面联合抽吸的方式,保留叶片空腔等实际抽吸结构。研究了整个工况范围内附面层抽吸对叶栅内分离流动的控制作用以及其对压气机气动性能的影响。研究结果表明,当采用上、下端壁双侧抽吸时,附面层抽吸能够很好的控制整个工况范围内的分离流动,且总压比以及效率均有所提升,压气机的气动性能得到进一步的改善;适当地增加抽吸量也可获得性能的明显提升,效率最高可达0.91,总压比最高可达1.055。同时本文还对比研究了下端壁单侧抽吸方案在变工况时,对分离流动的控制效果。研究结果显示,单侧抽吸虽然也能够控制近堵点的流动分离,但是特性线中会存在折转点,即级出口背压升高到某一数值时,上端壁区域会出现大尺度的分离流动,压气机的性能会突然下降。而且在折转点前后,不同位置的抽吸量会自动重新分配。通过对比可以看出两侧抽吸才能够在整个工况范围内较好的控制叶栅内的分离流动,保证压气机在整个工作范围内都具有较高的效率和总压比。最后本文针对高转速的跨音速压气机进行附面层抽吸的相关研究。首先将吸力面单槽与吸力面双槽抽吸方案进行对比,结果表明双槽抽吸具有更好的流动分离控制效果。后续工作选择双槽抽吸结构进行变工况条件下的附面层抽吸研究。研究结果表明,双槽抽吸方案能够在该跨音速压气机级的整个工作范围内都很好的控制超音速静叶栅内的分离流动,能够有效改善压气机的气动性能。同时,通过观察相应抽吸量的变化,发现抽吸量达到一定的数值后就能得到较理想分离流动控制效果。通过两种类型的低反动度压气机静叶中的附面层抽吸研究工作,可以发现无论是在亚音速静叶还是超音速静叶中,附面层抽吸都能够很好的控制静叶栅内的分离流动,能够减小损失,提高压气机的气动性能。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2015-07-01）
张旺龙[6]（2014）在《低雷诺数下附面层分离的抽吸控制及优化》一文中研究指出低雷诺数条件下边界层容易出现流动分离,对飞行器气动性能和飞行稳定性等产生严重影响。针对该现象,选择抽吸控制方式以抑制分离流动、改善翼型气动性能,采用自编软件,对分离流动抽吸控制进行了系统研究。抽吸控制参数主要包括抽吸系数、抽吸角度、抽吸孔径和抽吸孔间距等,对抽吸控制效果的影响及其交互影响规律是本文的重点。目前对于抽吸控制的研究多集中于对气动性能的影响,除了Wahidi等实验研究外,均没有考虑抽吸控制作为主动控制所需要的能量消耗问题。因此,本文从气动力变化和抽吸能耗两个方面综合地衡量和评估抽吸控制效果。抽吸控制是多参数、多目标的流动控制。所考虑的设计参数越多,则越难以确定最优参数组合,优化目标又可分为单目标和多目标,特别是Pareto多目标优化在目前抽吸控制优化邻域内鲜有报道,因此结合优化算法实现不同目标的控制优化是本文重点解决的又一个关键技术。叁维有限翼展机翼绕流中不仅存在翼表面的分离流动,还有翼梢处的翼尖涡。翼尖涡会产生气动噪声,甚至使部件产生颤振等影响,当施加抽吸控制后,不仅要分析机翼本身气动性能的变化和抽吸能耗品质因数,还要考虑翼尖涡的结构、轨迹和强度受抽吸控制影响这一因素。因此综合考虑叁维有限翼展机翼分离流动及翼尖涡受抽吸控制的影响,是本文对抽吸控制在叁维中的进一步探讨。本文主要内容如下：首先基于AUSM+-up格式、高阶WENO重构、隐式双时间步长法、Wall-Adapting Local Eddy-Viscosity (WALE)亚格子模型和并行技术发展了非定常流动的大涡模拟自编软件,对低雷诺数下NACA0012翼型表面分离流动进行了详细研究,分析了低雷诺数下翼型表面流动特点。选择低雷诺数下绕翼型分离流动作为抽吸控制的基准状态,对抽吸系数、抽吸方向、抽吸区域相对于分离点的作用位置、孔间距和孔径等参数,从对翼型气动性能的影响和能量消耗两个方面综合衡量和评价抽吸控制效果。结果表明：随着抽吸系数的增加,升阻比先是快速增长然后缓慢下降；抽吸系数不仅存在一个下限值以达到快速、有效的控制效果,而且有一个上限值以保证抽吸能耗的品质因数大于1；抽吸角度对抽吸控制有显着影响,当抽吸角度较大时,不仅翼型升阻比获得了提升,而且抽吸控制所消耗的能量也会进一步减少；当抽吸区域位于分离点之后时,抽吸控制效果最好；孔间距和孔径对翼型气动性能的影响较小,但对抽吸能耗的品质因数分布的影响较大。通过压力系数、边界层速度分布、边界层特征参数(位移厚度、动量厚度和形状因子)在抽吸控制前后的变化,详细分析了抽吸控制机理。一方面,在抽吸控制作用下,因边界层分离而导致的动量损失减小,流向动量增加,从而增强抵抗逆压梯度的能力,抑制边界层分离；另一方面,在多孔分布形成的抽吸区域内产生的低压也对气动性能的改善提供了一定贡献。为了获取多个抽吸控制参数的最优组合,通过径向基函数神经网络与遗传算法的耦合,发展了求解单目标和Pareto多目标问题的优化设计平台。优化结果表明：该优化设计平台具有良好的收敛性和准确度；以升阻比为单目标的优化设计使升阻比最大增加了2.4倍；抽吸品质因数作为单目标达到最优解时,阻力系数明显降低,而升力系数变化很小；Pareto多目标优化设计获得了分布均匀的、令人满意的Pareto解集,为设计者提供了一个可选的有效解数据库。最后探讨了抽吸控制在叁维有限翼展机翼分离流动中的应用,并研究了翼尖涡在抽吸控制前后的变化。发现抽吸系数对机翼的气动性能影响明显,升力系数和升阻比增加量都逐渐增大,阻力系数呈减低的趋势,抽吸品质因数变化规律是逐渐减小。抽吸角度对机翼气动性能参数的影响较小。在抽吸控制下,翼尖涡轨迹变化明显,但结构和强度变化不明显。(本文来源于《南京理工大学》期刊2014-06-01）
张旺龙,谭俊杰,陈志华,任登凤[7]（2013）在《附面层抽吸位置对翼型绕流分离控制的影响》一文中研究指出为了深入研究抽吸作用位置对翼型绕流分离控制效果的影响,采用HLLC格式和双时间步长LU-SGS隐式算法对二维可压N-S方程进行数值求解,数值模拟了雷诺数Re为6 000时,NACA0012翼型在上翼面抽吸控制下的翼型绕流流场。研究了抽吸区域位置对翼型流动分离和翼型气动性能的影响。结果表明:同一抽吸系数下,合理的抽吸位置是有效改善翼型气动性能的重要因素,并且不同抽吸位置的作用机制不同。对于以开式分离为特征的NACA0012翼型绕流,其合理抽吸区域位于翼型前缘分离区内。(本文来源于《南京理工大学学报》期刊2013年05期）
周敏,李航航,唐侃平[8]（2011）在《叶型附面层分离流动控制技术研究进展》一文中研究指出叶型附面层分离流动控制技术,通过流动控制方法减小和控制叶片吸力面附面层的分离气流和低能流团,提高压气机或涡轮的效率和工作稳定性。主要介绍了国外研发的涡流发生器、射流注入、附面层抽吸、叶片附面层转捩控制和等离子体气动激励等流动控制技术的特点、作用机理和实验验证结果,以及国内在叶型附面层分离流动控制技术方面的研究进展。(本文来源于《航空工程进展》期刊2011年03期）
苏纬仪,张堃元,金志光[9]（2011）在《高超声速进气道附面层分离无源被动控制》一文中研究指出为了控制超燃冲压发动机进气道唇口反射激波诱导的附面层分离,根据其流动特征,提出了附面层泄除-吹除互相驱动的自适应、无源、被动控制方案。并采用空间HLLE格式、LU-SGS隐式推进、多块结构网格的有限体积法数值模拟程序对该流动现象进行了数值模拟。数值结果表明,施加自适应无源被动控制后,分离区长度减小为无控制时的45%,控制区域的总压恢复系数和流场均匀性提高。从而证实了自适应、无源、被动控制抑制高超声速进气道附面层分离的可行性。(本文来源于《推进技术》期刊2011年04期）
杨琪,鲍锋[10]（2011）在《几种关于附面层分离主动控制方法机制的概述》一文中研究指出随着飞机和发动机设计性能要求的不断提高,流体的主动控制变得越来越重要,并显出不可替代的作用。流体主动控制方式通过小尺度、局部的能量注入,特别是通过对临界点附近的控制来改变全场的流动结构,并且能够对复杂的动态系统进行精确的相位控制,所以在近年的流动控制领域变得非常活跃。本文对合成射流、等离子体、电磁体积力这些主动控制方法及其机制进行了详细的介绍,并得出结论:相对于被动控制方式,主动控制方式具有明显的优势。(本文来源于《航空工程进展》期刊2011年02期）
附面层分离控制论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为研究附面层抽吸对叶栅角区分离流动的控制效果和机理,以高负荷轴流压气机叶栅为研究对象,基于数值方法深入分析了不同抽吸方案对叶栅角区流场的影响以及叶栅攻角特性随抽吸流量组合的变化规律。结果表明:不同抽吸方案对叶片通道中的分离流动的控制机理不同,进而会影响叶片负荷及扩压能力;将吸力面抽吸与端壁附面层抽吸结合起来的组合抽吸方案基本消除了位于叶栅吸力面的附面层分离和角区分离,叶栅叶型损失系数显着降低,在5°攻角下,当吸力面抽吸量为1.88%,端壁抽吸量为0.82%时,损失系数相较于原叶栅降低约63.8%;并且进一步研究发现各抽吸槽的抽吸流量均存在其最佳临界值;在进行组合抽吸时,应针对不同攻角工况,在其相应的临界值范围内选择合理的抽吸流量,以达到用较小的吸气量实现对叶栅分离流动的控制。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
附面层分离控制论文参考文献
[1].徐皓.附面层振荡抽吸控制高负荷扩压叶栅内部分离流动的机理研究[D].哈尔滨工业大学.2019
[2].梁田,刘波,茅晓晨.附面层抽吸对叶栅角区分离流动的控制研究[J].推进技术.2019
[3].邵琪杰,王掩刚,李悦.非对称射流对激波诱导附面层分离的控制[C].中国航天第叁专业信息网第叁十八届技术交流会暨第二届空天动力联合会议论文集——发动机内流气动技术.2017
[4].孙爽,雷志军,李伟,董立辉,付宇.定常来流条件下低压涡轮附面层分离流动控制手段的实验研究[J].推进技术.2016
[5].兰云鹤.高负荷扩压叶栅附面层抽吸对分离流动控制研究[D].哈尔滨工业大学.2015
[6].张旺龙.低雷诺数下附面层分离的抽吸控制及优化[D].南京理工大学.2014
[7].张旺龙,谭俊杰,陈志华,任登凤.附面层抽吸位置对翼型绕流分离控制的影响[J].南京理工大学学报.2013
[8].周敏,李航航,唐侃平.叶型附面层分离流动控制技术研究进展[J].航空工程进展.2011
[9].苏纬仪,张堃元,金志光.高超声速进气道附面层分离无源被动控制[J].推进技术.2011
[10].杨琪,鲍锋.几种关于附面层分离主动控制方法机制的概述[J].航空工程进展.2011
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