【摘 要】
：
采用高分辨率TVD格式编写了一套三维CFD程序以用于叶轮机械及其它方面的研究,并基于MPI将其并行化,使其具有进行大规模计算的能力.为了在有限差分法与有限体积法转换时,尽可能小的改动源代码,讨论了两种方法的异同及统一实现的框架,并指出及证明了在有限体积法中,直接使用网格变换函数定义式的几何意义.为了校核程序,提供了扩散管道算例与Aachen涡轮动叶算例,指出了扩散管道流场发展中的一些有趣现象.
【机 构】
：
中国科学院工程热物理研究所(北京)
【出 处】
：
中国工程热物理学会2004年热机气动热力学学术会议
论文部分内容阅读
采用高分辨率TVD格式编写了一套三维CFD程序以用于叶轮机械及其它方面的研究,并基于MPI将其并行化,使其具有进行大规模计算的能力.为了在有限差分法与有限体积法转换时,尽可能小的改动源代码,讨论了两种方法的异同及统一实现的框架,并指出及证明了在有限体积法中,直接使用网格变换函数定义式的几何意义.为了校核程序,提供了扩散管道算例与Aachen涡轮动叶算例,指出了扩散管道流场发展中的一些有趣现象.
其他文献
本文对四种不同展弦比的后加载叶栅进行了吹风实验,结合数值模拟手段对后加载叶栅中二次流的形成和损失进行了研究.对不同展弦比下叶栅效率、型面压力分布以及总压损失系数进行了实验和计算结果的比较,两者吻合良好.分析了不同展弦比下后加载叶栅的二次流结构的异同以及对叶栅气动性能的影响,揭示了后加载叶栅在低展弦比下对二次流发展的抑制机理,并阐述了极小展弦比叶栅中通道涡的掺混过程.结果表明后加载叶栅具有良好的气动
本文通过求解三维不可压N-S方程,对某三级低速轴流压气机第一级的孤立转子进行数值模拟,在出口加上节流阀进行非定常计算,得到了失速先兆的特性,分析了失速过程中动叶通道内部动态压力的变化,并且与压气机失速实验进行了比较.结果表明,计算与实验的特性线符合较好,单转子三维计算与压气机三级实验中第一级转子在失速先兆和失速团的特性一致,并且数值失速过程中动叶通道内部动态压力的变化与实验结果也很接近.
采用试验和数值模拟的方法研究了梯状间隙对某型轴流压气机转子的性能以及内部流场的影响.在西北工业大学单级轴流压气机试验台上,分别对具有实壁以及两种不同的阶梯开槽共三种不同的机匣结构进行了详细的试验.结果表明梯状间隙的引入可以扩大压气机的稳定工作范围,并使得压气机的压比以及效率有一定程度的改善.同时,对每一种机匣结构的内部流场进行了详细的定常Navier-Stokes分析,数值模拟结果与试验结果符合良
本文在低速三级轴流压气机试验台上自行设计了进口总压畸变发生装置,构造了稳态和动态测量方案,并对试验数据进行了频域和时域分析.结果表明,进口畸变强度及方位的变化,会使压气机失速点在特性图中向右下方移动,但失速类型和失速频率没有明显变化;不同畸变强度下,其动态压力数据的方差值均有逐渐增长的趋势.
根据污染扩散烟雾粒子的光散射和粒子成像理论,建立了烟雾粒子积分浓度与其散射图像强度之间的数学关系,通过散射图像的数字化分析和处理来测量污染扩散相对瞬态积分浓度场.利用该方法对烟雾扩散的瞬态积分浓度场进行了实际测量.
本文结合HL220转轮机组改型中的模型试验,针对尾水管内的流动,采用2D-PIV激光内流速测试设备对锥管内径向面进行了内流测试,给出了最优工况下转轮出口位置径向面的流动瞬态结果,清楚显示了尾水管进口位置在最优工况下的流动非定常特征与细节.对时均速度结果和瞬态速度沿径向位置的变化进行了对比,并对内部固定位置的速度变化的幅度进行了分析,给出了变化曲线.PIV内流测试结果为研究尾水管进口流动演变提供的实
1+1/2对转涡轮是高性能军用发动机迫切需要的关键部件之一.本文针对某对转涡轮模型级的三维流场进行了数值模拟.计算结果表明,该对转涡轮各方面性能基本达到了设计目标,说明高压动叶采用典型的收扩叶型设计切实可行;但该对转涡轮局部流场组织并未达到最优,三排叶片(尤其是高压动叶)还需进一步优化.计算结果还表明,随出口背压的增加,高压转子的性能受影响较小,而低压转子受影响较大.
轴流压气机设计过程中,"掠"常被作为重要、有效的扩稳及提高效率措施而广泛使用,产生了巨大的实际效益.然而,人们对轴流压气机"掠"的认识仍很难统一:有些仅因形取意,比如,纯粹比照机翼"掠"的解释;有些则仅形似地效仿通用动力(GE)或普惠(PW)、罗罗(RR)等大公司的"掠"设计……,这对于正确理解"掠"效用机制、促进日常应用"掠"叶片设计始终是个障碍.基于对"掠"发展历史的回顾,本文对"掠"本质进行
作为扩稳及提高效率的重要措施,"掠"叶片技术受到广泛关注.根据前文[10]对"掠"技术的回顾以及由其获得的认识,本文将以工程实际设计的某轴流跨音压气机第一级转叶为例,结合该叶片"掠"参数化和流场数值结果深化对"掠"的认识.
叶排稠度或节弦比选取是叶轮机气动设计过程的重要环节,设计人员必须不厌其烦地根据需求及限制进行筛选.然而,实际制造安装工艺可能随时违背设计者的初衷.为避免实施耗费惊人的试验研究及缩短研制周期,数值模拟无疑是个好方法.要保证计算结果可靠,数值计算采用整周非定常流动模型是必要的.为配合本文研究目标,选取一典型高压透平级和一典型低压透平级进行设计研究.分别对其原始设计(A)、静叶部分透光设计(B)、静叶完