线性压缩机级联中粒子流动的直接数值模拟：不稳定边界层对叶片侵蚀的影响
流体动力学
2026-05-27 v1
摘要
我们对通过受合成自由流湍流作用的线性压缩机级联中的粒子流动进行点粒子直接数值模拟 (PP-DNS)。单分散粒子在以阻力为唯一动力学的单向耦合欧拉-拉格朗日框架中推进。我们基于高保真数据量化叶片-粒子碰撞及其导致的叶片侵蚀，并预测侵蚀热点位于前缘和压力侧。对于中间斯托克斯数，碰撞的发生与边界层间歇性升高相关，这与旁通迁移有关；而对于较大粒子，碰撞发生在更上游位置，且多次反弹概率更高。在吸力侧，稀疏碰撞仅出现在最小粒子上，且由分离诱导的涡旋 shedding 调制相位。冲击速度和角度的联合分布显示，前缘碰撞速度更快且覆盖更广的角度范围，解释了其更严重的侵蚀性。结果表明，不稳定边界层动力学在影响压缩机级联中的侵蚀方面发挥着重要作用。
引用
@article{arxiv.2605.27010,
title = {Direct numerical simulation of particle-laden flow in a linear compressor cascade: Unsteady boundary-layer effects on blade erosion},
author = {Taiyang Wang and Yaomin Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.27010},
year = {2026}
}