叶轮机械叶片颤振研究的进展与评述

颤振一类气动弹性稳定性问题是叶轮机械设计者关心的主要问题之一.本文对叶轮机械叶片颤振模型研究的进展进行了回顾,包括非定常气动模型、结构模型以及颤振的预测方法等内容.通过对颤振模型研究的介绍,讨论了不同方法处理颤振这类气动弹性稳定性问题的优缺点.提出了关于颤振研究目前的不足和部分难点,认为流固耦合模型的研究值得进一步重点...     

非定常可压缩紊流边界层流场的计算

本文通过引入非定常流函数,在Levy—Lees坐标下导出了非定常可压边界层的动量方程,并以Box格式将它离散并求解。而非定常能量方程则在物理坐标网格点上直接进行离散,其解法较为简便。采用本文方法首先计算了一个实际的低速非定常紊流边界层;并分别与实验结果及前人的计算进行了对比。本文的计算预示了较大的速度振幅过冲量。在可压流范围内。本文计算了零攻角平板叶栅、零攻角和5°正攻角双凸叶栅三种情况在进口来流简谐扰动条件下的非定常紊流边界层。计算结果表明,递压梯度下的平均速度剖面中出现涡量向壁面的迁移现象。     

对于叶轮机气动弹性力学一个基本假设的讨论

“在一个叶片排中叶片间相角为常数”是叶轮机气动弹性力学至今沿用的基本假设。但事实表明,当颤振发作时,叶片排中各叶片不仅动应力不同,而且叶片间相角亦非常数。解除了此基本假设的约束之后,本文发展了一种新的模型和计算方法。计算结果与实验数据对比表明,当气动弹性失稳时,叶片排中诸叶片动应力之所以不相等,叶片间相角并非常数是一个主要原因。     

一种能够反映气动、结构相互作用的叶片失速颤振计算模型

本文通过将改进的双自由度振荡叶片结构动力学模型与能够计算带分离的跨音叶栅非定常流场的气动模型相匹配,构成了一个具有气动、结构两个方面的耦合系统,用这两个方面相互迭代的方式来求解该系统以反映问题本身气动和结构相互作用的物理背景,对于两个实际转子的失速颤振边界进行了数值预测并与相应的实验结果及能量法模型计算的结果进行了对比。     

一个跨音风扇级转/静干扰流动的时间精确模拟

本文采用双时间步法,较为方便地将孤立叶排定常流场求解拓广为转／静干扰非定常流场时间精确求解,而且该流场时间精确求解方法收敛速度较作者最初工作有较大提高．文章通过对一跨音风扇级非定常流场时间精确模拟,对叶轮机非定常流动建立了一定理解．     

Time-like geodesic structure of a spherically symmetric black hole in the brane-world

Recently Malihe Heydari-Fard obtained a spherically symmetric exterior black hole solution in the brane-world scenario, which can be used to explain the galaxy rotation curves without postulating dark matter. By analysing the particle effective potential, we have investigated the time-like geodesic structure of the spherically symmetric black hole in the brane-world. We mainly take account of how the cosmological constant α and the stellar pressure β affect the time-like geodesic structure of the black hole. We find that the radial particle falls to the singularity from a finite distance or plunges into the singularity, depending on its initial conditions. But the non-radial time-like geodesic structure is more complex than the radial case. We find that the particle moves on the bound orbit or stable (unstable) circle orbit or plunges into the singularity, or reflects to infinity, depending on its energy and initial conditions. By comparing the particle effective potential curves for different values of the stellar pressure β and the cosmological constant α, we find that the stellar pressure parameter β does not affect the time-like geodesic structure of the black hole, but the cosmological constant α has an impact on its time-like geodesic structure.     

由两个风扇转子设计得到的启示

本文对两个风扇转子设计进行了总结,从设计过程突破问题的关键以及流动的组织方面看,得到了几点有益启示,值得在新型叶轮机设计及有关问题研究中引以借鉴。     

轮毂曲线对跨声速压气机转子性能的影响

本文对一台多级压气机进口级转子的四种不同轮毂造型进行了比较研究.通过三维数值模拟证明,不同轮毂造型对跨声速压气机转子的流场有明显的影响,从而影响转子设计点性能.研究结果表明:与传统的直线轮毂型线相比,凹形轮毂能够提高流通能力,提高转子的加功量,使得跨音转子的流量上升,根部流场改善,效率上升;凸型轮毂会降低流通能力,降低加功量,使得跨音转子的流量、压比、效率均下降;轮毂型线对子午流面产生的影响,主要体现在对激波位置的影响和径向流动的影响;在效率和负荷之间权衡,本文最终认为采用S型轮毂是一种比较合适的选择.     

叶轮机内附面层流动与分离的某些研究进展

通过总结有关叶轮机内附面层的研究工作认为, 周期性扫掠的上游尾迹改变了附面层的转捩方式, 给附面层流动带来了强烈的非定常性, 不同的尾迹强度和扫过频率决定了附面层内不同的时空结构; 此外, 雷诺数、叶片负荷、表面粗糙度和来流条件等因素均能影响尾迹对附面层的非定常效应. 随后总结了尾迹对附面层作用的机理, 并介绍了转捩模型的发展过程. 最后提出了关于附面层研究方向的两个疑问, 认为附面层分离后的复杂旋涡流场值得重点关注.     

大小叶栅扩大防喘裕度的一个实验

通过实验对比,在同样叶剖面积即重量的基础上,大小叶栅最大转角比普通叶栅加大3.5°,相应攻角推迟6.5°,扩大了防喘裕度.名义转角加功能力也提高. 推论出大小叶栅加功能力,与同样稠度普通叶栅近于相等,但重量轻到约70％.