Transient growth mechanisms of low Reynolds number flow over a low-pressure turbine blade
Transient growth mechanisms of low Reynolds number flow over a low-pressure turbine blade
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低压涡轮叶片上低雷诺数流的瞬态增长机制
DOI：
10.1007/s00162-010-0183-9
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发表时间：
2010
影响因子：
3.4
通讯作者：
Sharma A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sharma A
提出了对流经 T-106/300 低压涡轮风扇叶片周期性阵列的三维扰动的直接瞬态增长分析。该方法基于流演化算子的奇异值分解，关于稳定或周期性基流线性化。该分析得出最佳生长模式。先前对该流动几何形状的全局模态稳定性分析的工作表明，流动是渐近稳定的，这表明过渡的非模态解释可能更合适。目前的工作将先前对稳定基流周围瞬态增长的研究扩展到更高的雷诺数和周期性基流。研究发现，与该配置的模态增长相比，最佳模态的显着瞬时增长表明了一条看似合理的过渡途径。检查了最佳模式的空间范围和定位，并讨论了可能的物理触发机制。研究发现，对于较长的时间和较长的展向波长，剪切层中的分离会激发尾流模式。对于较短的时间和翼展方向的波长，观察到与近尾流的激发相关的较小的增长。
A direct transient growth analysis for three-dimensional perturbations to flow past a periodic array of T-106/300 low-pressure turbine fan blades is presented. The methodology is based on a singular value decomposition of the flow evolution operator, linearised about a steady or periodic base flow. This analysis yields the optimal growth modes. Previous work on global mode stability analysis of this flow geometry showed the flow is asymptotically stable, indicating a non-modal explanation of transition may be more appropriate. The present work extends previous investigations into the transient growth around a steady base flow, to higher Reynolds numbers and periodic base flows. It is found that the notable transient growth of the optimal modes suggests a plausible route to transition in comparison to modal growth for this configuration. The spatial extent and localisation of the optimal modes is examined and possible physical triggering mechanisms are discussed. It is found that for longer times and longer spanwise wavelengths, a separation in the shear layer excites the wake mode. For shorter times and spanwise wavelengths, smaller growth associated with excitation of the near wake are observed.
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