采用运动圆柱模拟动叶的涡轮静叶栅二次流研究

采用CFD软件Fluent数值求解大转折角涡轮静叶栅的三维流动，详细分析叶栅沿流向各截面的二次流发展及叶栅气动特性，并进行网格无关性论证。研究发现，叶栅通道内逐渐增大的横向压力梯度引起沿流向叶栅总压损失的增大和出口角的波动。高损失区首先在近壁区产生，随着流动向下游发展，高损失区沿叶高方向扩大，引起吸力面附近端壁附面层不断壮大且在后部卷起，导致沿叶高总压损失系数和沿叶高出口气流角的剧烈变化。随后发现叶高的减小及攻角的增大会极大提高叶栅的二次流损失。采用位于静叶栅前后的运动圆柱列替代静叶栅上下游动叶。发现圆柱尾迹进入叶栅流道的位置不同，对叶栅总压损失有较大影响。叶栅后圆柱列的位置不同也对静叶斜切口的流动特性产生影响。对涡轮内部流场的研究和优化提供有益的参考。