径、混流式节能转子“考虑边界层厚度的全可控涡设计”的研究

本文根据叶轮机械内“三元流动”气动、热力基本方程组及边界层理论的积分关系式,在“准三元”流动理论所通常采用的假定下,给出了叶轮内流体涡(γC_θ)分布与叶片几何形状、边界层动量厚度及叶轮效率间的关系式。从而提供了一种独特的径、混流式节能转子(三元叶轮)的计算机设计方法。根据本方法设计的一个典型离心式压缩机模型级,在M_(u2)=0.5～0.9范围内进行了级特性的试验研究。试验表明,按本方法设计的三元叶轮基本级,具有效率高、特性曲线平坦的优良特性,从而证实了这是一种可靠的节能型径、混流式转子的设计理论和方法。     

离心通风机蜗壳内部三维流动的测量和分析

利用五孔探针对离心通风机大宽度矩形截面蜗壳内部的三维流动进行了详细的测量 ,给出了蜗壳螺旋通道部分八个横截面内比较清晰的时均速度、静压和总压的分布图形 ,反映了二次旋涡的形成与发展、通流方向的扩压流动和叶轮轮盖外侧蜗壳空腔下部流动的变化、蜗舌附近的气流冲击和内泄漏现象等 ,并对这种蜗壳存在的主要损失进行了初步分类。     

叶片与蜗舌耦合对离心风机性能和旋转噪声影响的数值研究

利用三维N-S方程和RNGk-ε湍流模型对离心风机内部的非定常粘性流场进行了数值模拟,分析了不同时刻叶片与蜗舌所处的不同相对位置对风机瞬时性能、叶轮出口流动以及对蜗舌处的静压分布和静压脉动的影响。同时指出,改进特定时刻叶片与蜗舌处于特定相对位置时风机的瞬时性能是提高风机总体性能的一条新的途径。此外,还尝试运用一种新的方法,即不用求解声场而直接依据非定常流场中的静压脉动分析了蜗舌处主要气动噪声源的位置及其成因。     

离心泵三元扭曲叶片设计的研究

本文参照离心压缩机三元扭曲叶片的设计方法,发展了一种离心泵叶轮三元叶片的设计方法。采用液流角动量作为控制叶片弯扭规律的参数,考虑流动分离对叶片中心面形状的影响,对沿轮盘、轮盖处相对流线上角动量分布形式的确定原则进行了分析与改进。通过引进叶轮水力效率来计及粘性的综合影响,使基于平均S2m流面反问题的计算方法更符合实际情况。最后对一离心泵的叶片进行计算,得到了较好的叶片形式。     

离心风机蜗壳在内部流场脉动压力激励下的动力响应研究

数值模拟了离心风机蜗壳在非定常气动载荷下的动力响应.首先考虑蜗壳与轮盘轮盖之间的间隙及轮盖处的内泄露,模拟了T9-19No.4A离心通风机内部三维非定常流场.然后将作用在蜗壳表面的非定常气动力加载给蜗壳模型,并采用有限元方法对蜗壳进行动力响应计算,实现了从流体到结构的单向耦合.最后将实验测量和数值计算蜗壳的振幅进行对比,结果吻合良好,表明本文的方法能够较为准确地模拟蜗壳在内部流场脉动压力激励下的动力响应.     

封闭圆柱腔内旋转点声源声压的近场频域解

在圆柱腔壁面为声学硬壁面的假定下，利用圆柱腔体空间内的格林函数导出了圆柱腔内旋转运动点声源空间声压的近场频域解；进而利用该频域解计算分析了旋转简谐单极子点源的声学特性。计算分析表明：由于考虑了壁面的影响，在圆柱腔体内，点声源旋转频率和源频率的变化将改变声压的空间指向性；源频率和旋转频率的增加伴随明显的多普勒效应，同时基频声压沿圆柱腔体轴线的分布从比较平缓变为明显波动；沿半径方向基频声压也波动变化。     

串列叶片式前向离心风机气动与噪声特性的优化研究

对采用串列叶片的某前向离心风机内部三维非定常流动进行了数值计算,重点研究了串列叶片不同叶片相对长度和不同叶片相对周向位置两个参数对风机气动性能及气动噪声的影响.通过响应面方法对数值结果进行二次回归拟合,得到两个参数与风机效率和A声级间的函数关系,并进行了优化分析.数值结果表明:两个参数对串列叶片式前向离心风机效率和A声级均有较大影响,合理的串列叶片设计能够在保持气动性能基本不变的情况下降低风机的气动噪声.将可靠的CFD数值技术与响应面方法结合起来用于指导离心风机的改进及试验设计是可行的,本文的研究结果可为串列式离心风机在节能与降噪的总体设计方面提供参考.     

离心风机叶片型线的一种二维逆命题简便设计方法

由于加工工艺和生产成本等因素的影响，离心风机中至今仍普遍采用二维叶片。本文方法通过控制叶轮内相对速度Ｗ沿平均流线ｍ的分布（Ｗ－ｍ分布），使气流相对速度在流动过程中按照设计要求的规律均匀变化，在叶轮回转面上设计出前向或后向叶片型线。为提高设计质量，可将叶轮子午面盘盖型线的设计与回转面上叶片型线的设计联系起来，使二者共同满足控制Ｗ－ｍ分布的需要。设计过程中可同时计算出叶片负荷供修改Ｗ－ｍ分布时参考。本     

离心风机蜗壳振动辐射噪声的数值预测

数值模拟了T9-19No.4A离心风机蜗壳在非定常气动力作用下的蜗壳响应振动及其噪声.首先给出该风机运行时振动及噪声的测量结果,得出基频噪声是主要噪声类型.然后使用CFD软件ANSYS CFX对风机内部流场做了整场瞬态数值模拟.流体压力脉动作用于蜗壳产生一个随时间变化的力,激励其振动,实现流体到结构的单向耦合.接着运用ANSYS multiphysics模块对风机蜗壳进行了谐响应分析,最后应用LMS SYSNOISE模拟了蜗壳振动向外辐射的噪声.