超高负荷串列转子尖部流场结构的实验和数值研究

串列转子尖部存在着前/后叶叶尖泄漏流以及前叶尾迹等流动，流动结构较为复杂，准确判断这几股流动之间的相互作用成为分析流场的关键。本文分别通过实验和数值模拟方法对基于北京航空航天大学低速大尺寸单级压气机试验台设计的一套超高负荷串列转子尖部流场进行了研究。研究结果表明：对于本文所研究的高负荷串列转子，无论是在设计点还是近失速点，前叶叶尖泄漏涡在前叶出口时都已经到达前叶压力面附近，随后紧贴后叶吸力面从喉道进入后叶通道，在喉道内顺压梯度的作用下，前叶叶尖泄漏涡的旋涡特性增强，并在后叶通道内将相对较弱的后叶叶尖泄漏涡吞并；相对于常规布局转子，由于在前后叶喉道顺压梯度的作用下，串列转子内叶尖泄漏涡的稳定发展阶段都有所延长，这有利于减小叶尖泄漏涡造成的转子尖部流动堵塞。