低压气动涡轮中由分离引起的过渡：关于可变可压缩性的研究

本研究利用高保真直接数值仿真（DNS）研究了可变可压缩性对低压气动涡轮级联中由分离引起的过渡的影响，仿真对象为 T106A 叶片。对于固定雷诺数和高入口入口马赫数 M_s 范围 0.15 到 0.35 的情况，代表了非设计 LPT 运行条件。采用保持色散关系的数值框架，以准确捕捉不稳定波、分离气泡和分离引起的过渡到湍流。通过表面压力和皮肤摩擦分布、边界层积分参数、谱分析以及可压缩涡旋预算等进行综合分析。结果表明，随着 M_s 的增加，前缘和后缘分离气泡的流程范围系统性减小，促进更早的过渡和重新黏附，这与在自由流扰动增强时所观察到的趋势一致。尽管分离区域更短，叶面动力学厚度仍随 M_s 从 0.15 增加到 0.35 而增大，表明在较高马赫数下削面损失更大。谱分析显示，湍流的空间和时间尺度发生重新分配，随着 M_s 的升高，能量注入在更大的尺度上进行。流场可视化揭示，随着 M_s 的升高，过渡路径从二维横向卷和间歇性湍流斑点转变为以纵向条纹为主的旁通式过渡。