基于近壁面二次流修正方法的高负荷轴流压气机吸力面-端面造型反设计研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51906027
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0602.内流流体力学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The development of high-performance aero-engines require compressors to be designed with higher load. However, because of the serious end wall problem, the overall efficiency and stall margin will be significantly deteriorated by the development of corner separation. To ensure an efficient and safe operation of high-load compressors, the pressure distribution and secondary flow on suction surface and end wall can be commonly regulated by means of 3D blading or end wall profiling, so as to suppress the corner separation and the improve the compressor performance. However, due to the complexity of corner separation and its sensitivity to local secondary flow and pressure distribution, the control mechanism of corner separation has not been fully revealed in present, especially when considering the multi-condition perform and the interaction of flow between stages. To improve the multi-condition performance and the interaction between compressor stages, this research try to reveal the complex, nonlinear effect of near wall secondary flow on the development of corner separation, base on CFD and experimental study of a high-load compressor cascade. A new reverse design method of suction surface and the end wall profiling will be further carried out based on the correction of near-wall secondary flow. This study will provide a new flow control technology reserve for improving the performance in the high-load compressor and make a beneficial attempt to resolve the end wall problem in high-load compressors.
高性能航空发动机要求压气机具有更高的级负荷。但高负荷压气机端区问题突出,强烈的角区分离易对整机效率与稳定裕度造成严重影响。为保障高负荷压气机的高效、安全工作,常采用叶片或端壁造型一类手段对吸力面、端面的压力分布与二次流运动进行调控,从而控制角区分离并获得压气机性能的提升。然而,由于角区分离自身成因复杂,对局部流动与压力分布敏感,现有研究对于角区分离的控制机理尚不能完全掌握,特别是难以兼顾多工况下压气机性能与级间作用问题。本项目将考虑以高负荷压气机叶栅中发生的角区分离为研究对象,兼顾多工况性能与级间作用,从系统角度揭示近壁面二次流对角区分离复杂、非线性的控制机理的研究,并在此基础上发展基于近壁面二次流修正算法的吸力面-端面联合造型反向设计方法。本项目研究成果可为高负荷压气机性能提升提供技术支持,并为突破高负荷压气机的端区流动控制难题进行有益尝试。

结项摘要

高负荷轴流压气机中,端部二次流动易引发严重的角区分离。由此引发的气动损失与流动结构变化,易导致压气机效率与稳定裕度下降,是近年来制约压气机性能改进的气动难题之一。如何合理优化端部二次流结构,控制流动分离与气动损失,成为高负荷压气机设计中面临的主要技术瓶颈。为解决上述问题,本项目研究从被动流动控制技术出发,结合数值分析与实验验证,发展出基于吸力面叶身-端面联合造型控制角区分离的新流动控制技术。. 研究首先由典型高负荷轴流压气机提取其端区截面基元构造叶栅模型,在经实验校准数值方法后,在多工况下对端区二次流场及角区分离流动进行初步分析,并据此定义与之流动特征相关联的气动流场量化指标;. 之后,分别依靠两种建模思路,建立端壁-角区-吸力面一体化造型模型,并通过扰动造型参数批量生成造型后叶栅几何、绘制叶栅网格、开展数值计算并最终获取流场信息,生成与流动控制相关的端壁造型数据库。借助优化设计,相关性分析、自反馈神经网络等数据挖掘工具,归纳得到,端壁区及角区在设计点和近失速点对角区分离的流动控制规律,并借助数值工具进行结果验证。. 在完成上述两步研究之后,用实验方法验证吸力面-端壁造型对角区分离的控制效果。发展端区流动简化模型,基于此模型与前述所获端区流动控制经验,从反设计的思路发展了端壁-吸力面一体化造型方法,按照此方进行端区流动控制,实验验证其对全局损失达到有效控制。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(3)
Influence of U-tube type casing treatment on pressure fluctuations of a centrifugal pump at low flow conditions
U型管式泵壳处理对离心泵低流量工况压力波动的影响
  • DOI:
    10.1142/s0217984921502055
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Modern Physics Letters B
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Yuan Li;Hua Chen;Xiangjun Li;Minghe Jiang;Guinian Wang
  • 通讯作者:
    Guinian Wang
叶片加工偏差对叶栅临界攻角定性影响
  • DOI:
    10.13224/j.cnki.jasp.20220202
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    航空动力学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李相君;鲁庆;尤付浩;朱政宇;董杰忠
  • 通讯作者:
    董杰忠
The Investigation of a New End Wall Contouring Method for Axial Compressors
轴流式压缩机端壁轮廓修整新方法的研究
  • DOI:
    10.3390/app12104828
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Applied Sciences
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xiangjun Li;Fuhao You;Qing Lu;Haoguang Zhang;Wuli Chu
  • 通讯作者:
    Wuli Chu
Numerical Investigation into a New Method of Non-Axisymmetric End Wall Contouring for Axial Compressor
轴流压气机非轴对称端壁轮廓新方法的数值研究
  • DOI:
    10.3390/en15093305
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Energies
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Fuhao You;Xiangjun Li;Qing Lu;Haoguang Zhang;Wuli Chu
  • 通讯作者:
    Wuli Chu
扩压叶栅角区-吸力面造型设计及流动控制机理
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    航空动力学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李相君;董杰忠;崔义强;鲁庆;尤符浩
  • 通讯作者:
    尤符浩

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其他文献

盐渍化土壤水分微波雷达反演与验证
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    王耀强
干旱灌区含盐土壤水分SAR 反演建模
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  • 发表时间:
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  • 通讯作者:
    李相君
微型涡流发生器控制压气机叶栅二次流的数值研究
  • DOI:
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一维双链钙钛矿C5H16N2Pb2I6的光学各向异性(特邀)
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    2024-09-13
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    王海珍 WANG Haizhen;程雪 CHENG Xue;林庭浩 LIN Tinghao;李德会;李相君;吴庆贵;尹海峰;李贤伟 LI Dehui;李相君;吴庆贵;尹海峰;李贤伟
  • 通讯作者:
    李贤伟

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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