燃气涡轮机气冷涡轮气动设计体系设计思想及其应用

由于燃气涡轮机的发展,作为燃气涡轮机最重要的部件气冷涡轮,其负荷与涡轮前温度不断提高,为适应这一发展,气冷涡轮气动设计体系与设计思想均有了新的发展.本文的目的就是从三个方面分析与介绍这一发展内涵.第一部分,重点介绍气冷涡轮气动设计体系的发展、介绍主要程序的特点与分层优化设计过程.第二部分,重点介绍应用平均方程在计算气冷涡轮气动问题时,如何提高计算的可靠性与计算精度.第三部分,重点介绍气冷涡轮三维气动设计思想.     

涡轮三维叶栅的气热耦合数值模拟

本文借助数值模拟技术分析了三维跨音速涡轮导向叶栅不同壁面边界条件对流场流动状况的影响,壁面边界分别采用绝热、等温、耦合换热三种条件。通过对计算结果的分析表明,不同叶片表面边界条件对流场温度场有很大影响,对流场内的压力场及其它参数也有明显影响,因此在气冷涡轮设计中使用多场耦合技术进行数值模拟是非常必要的。     

叶片的周向弯曲与弦向弯曲及其数值分析

六十年代提出的静叶片的倾斜或弯曲方法是以透平轴的平行线为转动轴将叶片转动（构成倾斜叶片）或沿叶高弯曲（构成弯曲叶片）。本文提出将转动轴在Ｓ１平面旋转到弦向，然后倾斜或弯曲叶片，称这种叶片为弦向倾斜或弯曲叶片。应用欧拉方程和高精度ＴＶＤ格式对不同弯曲方法的叶片的数值分析表明弦向弯曲叶片控制径向二次流的能力大于周向弯曲叶片。     

具有TVD性质的三阶精度GODUNOV格式在粘性流场计算中的应用

本文发展了一种具有TVD性质的三阶精度的Godunov格式。隐式部分采用迎风对角线形隐式近似因式分解法。并引入了粘性通量的简化算法。显式部分采用三阶精度TVD格式。为进一步增强格式的稳定性及对间断的捕捉能力,在单元边界上构造Riemann问题。应用上述方法对某型涡轮高压级及压气机进行了数值模拟。     

利用多小波自适应格式求解流体力学方程

高阶计算格式的高精度、高分辨率对提高复杂流场的计算水平有重要的意义,为了提高AUSMPW格式对流场计算中激波等间断的分辨率,减小数值振荡,在原有AUSMPW格式的基础之上,利用多小波对函数进行多尺度分解,并采取阈值的方法生成自适应网格,提出了一种新的基于多小波自适应算法的AUSMPW格式,理论上可以达到任意阶精度. 将所得的压强、密度与原格式、TVD格式及WENO格式的计算结果进行了比较分析. 结果表明改进后的AUSMPW格式较原格式具有更高的分辨率、更强的捕捉间断的能力及更低的数值耗散.      

涡轮动叶冷却结构设计方法Ⅱ:管网计算

涡轮叶片冷却结构设计的方案设计以管网计算为基础.本文简要介绍了管网模型的建立方法、近似和假设、边界条件的给定方式和控制方程的建立.说明了管网求解程序的思路与数值方法,介绍了管网压力平衡计算中对动量方程的线性化处理方法、气膜修正计算方法.以某型燃气涡轮第一级动叶的冷却结构设计为例,介绍了基于管网计算的冷却结构方案设计流程...     

涡轮动叶冷却结构设计方法Ⅰ:参数化设计

基于冷却结构参数化设计、传统的管网计算方法与新兴的气热耦合数值模拟技术,提出了一套涡轮冷却结构设计方法,并编写了相关的设计程序与计算程序。利用参数化设计方法可以快速而精确地设计冷却结构,管网计算用于指导方案设计,气热耦合数值模拟用于指导详细设计。参数化设计中利用单元设计法程序实现动叶冷却通道快速设计;借助管网计算模型自动生成程序与CFD计算域三维实体快速造型方法,可以快速生成管网计算或在较短的时间内完成CFD计算域精确建模,为热分析计算提供条件。     

多级跨音速压气机S_2流面正反问题混合计算

多级跨音速压气机Ｓ＿２流面正反问题混合计算苏杰先，冯国泰，魏沫，胡昆（哈尔滨工业大学）一、前言大型航空发动机跨音速压气机的发展有力地促进了小型弹用发动机的飞速进步。美国的＂战斧＂式巡航导弹用发动机Ｆ１０７－ＷＲ－１００以及法国的弹用发动机ＴＲＩ－６０...     

通道涡稳定性及对损失的影响

采用具有TVD性质的三队精度Godunov格式,对均匀加载叶型及后部加载叶型所构成的叶栅在不同弯角下的流场进行了数值模拟。详细研究了叶片弯曲后对通道涡截面拓扑结构的影响。发现叶片正弯后有利于使通道涡在结构上变得稳定;同时也指出;与常规叶片相比,二次流损失较小的后部加载叮型所构成的叶栅内的通道涡在结构上较为稳定。本文进一步分析了通道涡结构的改变对损失的影响;并指出使通道涡在结构上变得稳定的边界条件可能有助于减少二次流损失。     

获得综合优化流型的叶片成型发法和设计方法

一、引言 透平通流部分每一次重大改进实质都是一种流型的更变。我们称透平通流部分气动设计几个发展阶段所对应的流型是:直叶片流型,简单扭曲流型,可控子午型面流型,可控涡流型,叶片可控弯曲流型。后三个流型是现代叶轮机气动设计的基本出发点,三种流型每个流型都有自己的长处和弱点,单一采用一种流型进行气动设计是不会令人满意的。为改善单一流型的气动性能,应综合考虑各种流型的优缺点,充分发挥三个流型的共