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    “航空轴流压气机新气动布局基础研究”重大项目指南

    日期 2017-07-12   来源:   作者:  【 】   【打印】   【关闭

      航空发动机是一个国家科技水平和综合国力的重要标志。航空轴流压气机作为三大核心部件之一,其级压比是发动机推重比这一核心性能指标的关键影响因素。长期以来,航空轴流压气机一直遵循定常附体流动设计理念,采用转子/静子交替气动布局,难以进一步提升级压比,严重制约了航空发动机性能的提升。因此,迫切需要针对航空轴流压气机新气动布局的相关基础问题开展研究。本项目将发展以非定常涡升力机制和对转激波增压机制为代表的新增压途径,探索发展转子/调制静子和对转等新型气动布局,同步开展新型气动布局下流动失稳机理及强逆压梯度下流动稳定性控制研究,形成航空轴流压气机新型增压途径和气动布局的基础理论,为我国自主发展先进航空轴流压气机提供理论基础。

      一、科学目标

      突破压气机传统气动设计中遵循的定常附体流动理念,主动利用旋涡和激波来提高叶片力,探索基于非定常涡升力机制和对转激波增压机制的新型气动布局。重点针对高雷诺数可压缩条件下非定常涡升力物理机制、对转气动布局下激波系增压机制以及强逆压梯度下流动稳定性及控制等科学问题开展研究,发展提升航空轴流压气机级压比的新原理和新方法,在支撑国家重大科技创新的同时,引领压气机气动热力学的未来发展。

      二、研究内容

      (一)基于非定常涡升力的轴流压气机气动布局机理。

      针对高雷诺数可压缩条件下非定常涡升力物理机制的关键问题,揭示高雷诺数可压条件下非对称涡对产生及耗散机制,建立非定常涡与其诱导升力之间的关联性;发展运动边界数值模拟方法,揭示可控静子相位调制、时序效应对载荷脉动的影响机理,探索高速旋转条件下转子/调制静子气动布局设计的新方法和新途径,为基于非定常涡升力增压机制的气动布局提供理论和方法基础。

      (二)基于对转激波增压的轴流压气机气动布局机理。

      针对对转气动布局下激波系/动边界层相互作用机制的关键问题,发展对转布局下基于激波增压的轴流压气机全三维优化设计方法,揭示全超音进气条件下激波系诱发损失机制,构建高效增压内流激波系;揭示激波系/动边界层相互作用机制,并探索对转布局下激波系振荡、动态边界层分离抑制机理,为对转激波增压气动布局下压气机稳定高效运行提供理论和方法支撑。

      (三)旋涡、激波主导的复杂增压流动失稳机理。

      针对新型气动布局下流动稳定性机理的关键问题,开展三维激波系/动边界层相互作用高精度模拟,揭示激波系与尾迹非定常干涉失稳机理;发展高速旋转条件下高时空分辨率的非接触式先进测量方法,揭示非定常涡、激波与泄漏流非线性干涉失稳机理;研究复杂内流多尺度非平衡湍流输运机理,建立和发展强逆压梯度下增压流动失稳预测模型。

      (四)新气动布局下轴流压气机流动稳定性控制。

      针对强逆压梯度条件下流动稳定性控制的关键问题,发展等离子体、机匣处理、叶尖喷气等先进的流动稳定性控制方法;揭示非定常涡升力分离流动控制、三维激波系/动附面层相互作用流动控制机理;探索流动控制与新型气动布局耦合设计的机理和方法。

      三、申请注意事项

      (一)申请书的附注说明选择“航空轴流压气机新气动布局基础研究”,申请代码1选择E0602(以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理)

      (二)申请人申请的直接费用预算不得超过1600万元/项(含1600万元/项)。

      (三)本项目由工程与材料科学部负责受理。




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