考虑法向压力梯度的三维旋转边界层计算

本文以量级分析为基础,建立了一般曲线坐标系上的三维旋转边界层方程。对旋转在边界层中的影响进行分析之后,提出了一个能够处理壁面法向压力梯度不为零问题的压力梯度迭代方法。在传统的Box法的基础上发展了一套完整的求解三维旋转边界层的方法和程序,并对螺旋面、压气机转子叶面以及圆柱面上的旋转边界层进行了计算,与他人的计算和实验的对比分析表明,该方法和程序是正确的,可用于求解任意几何物面上的三维旋转边界层。     

扩压叶栅角区马蹄涡的实验研究

本文给出了用三维激光多普勒测速技术对扩压叶栅叶片前缘马蹄涡的测量结果。实验结果表明：在０°和１０°两种攻角条件下均存在清晰的前缘马蹄涡;二次流的影响使得在靠近端壁壁面的区域实际入口气流角和叶片中径处不同,在不同的攻角条件下这种影响也不同;前缘马蹄涡的存在使得接近前缘的气流方向改变,气流角增大。     

近壁区理论耗散率k-ε模型的研究

提出在湍流边界层近壁区采用共振三波的理论模型描述湍流相干结构,根据理论模型计算了ε的分布。并且在传统k-ε模式基础上依照理论ε值计算了平均速度分布。在粘性作用层理论值与直接数值模拟符合很好。表明该理论方法不仅有益于对湍流机制的了解,而且可能为湍流的近壁模型化开辟一条新的途径。     

用于高压压气机叶栅设计的影响矩阵法

在表面涡模型的基础上,发展了一种能用于压气机不同叶型,在亚临界工况下叶片反问题设计方法——影响矩阵法。方法利用隐式的残值修正思想构造出一个能够连接叶片表面压力函数变化和叶型坐标变化的影响矩阵,同正问题的二维、无粘、势流的有限元法相结合而成。给出的数值结果表明了影响矩阵法用于叶片设计的有效性和准确性,能够满足工程技术要求。本文发展的这一方法的主要目的是:用于对文献[6]以解析方法得到的相似变换准则所具有的相似精度作出数值修正,从而提高叶片表面附近的流动相似精度。     

近壁区理论耗散率κ-ε模型的研究

提出在湍流边界层近壁区采用共振三波的理论模型描述湍流相干结构，根据理论模型计算了ε的分布。并且在传统κ－ε模式基础上依照理论ε值计算了平均速度分布。在粘性作用层理论值与直接数值模拟符合很好。表明该理论方法不仅有益于对湍流机制的了解，而且可能为湍流的近壁模型化开辟一条新的途径。     

近壁区湍流脉动压力相关项的理论模型

提出在湍流边界层近壁区采用三维波的理论模型描述湍流相干结构,根据理论模型计算了Ｒｅｙｎｏｌｄｓ应力输运方程中的脉动速度与脉动压力梯度的相关项,理论计算结果与直接数值模拟（ＤＮＳ）符合很好。表明该理论方法不仅有益于对湍流机制的了解,而且可能为湍流的近壁模型化开辟一条新的途径。     

二维NACA65叶型前缘几何形状对气动性能的影响

用实验方法研究了二维叶片前缘几何形状对气动性能和转捩的影响。实验是在低速叶栅风洞中完成的。考察了分别装有圆形和椭圆形前缘的一个NACA65叶型前缘附近的流动情况。给出了细致的叶片前缘和分离区内的压力分布情况。结果表明:前缘几何形状对前缘流动、分离和转捩及以后的附面层发展有很大的影响。     

平面叶栅端壁流的试验研究

本文对平面叶栅通道内、外的流场进行了详细的试验研究。结果表明:叶栅通道内不仅存在通道涡,而且在吸力面与端壁形成的角区内存在一角区脱落涡对和一二次涡对。这些涡对特性不同于通道涡特性。在本试验条件下它们是引起叶栅通道内损失的主要原因。     

扩压叶栅端壁角区流动结构和紊流特性

三维激光多普勒测速技术测量了扩压叶栅叶片和端壁相交的角区中的流动结构和紊流特性。实验结果表明,角区中端壁附面层和叶面附面层的堆积使得叶面附面层变厚;角区内存在较强的通道涡,随流动向下游发展,通道涡核心远离叶面;在前缘产生的马蹄涡逐步消失;通道涡使得角区的紊流动能增加,并影响雷诺正应力的分布。     

扩压叶栅端壁角区流向涡对湍流特性的影响

本文用三维激光多普勒测速技术测量了平面扩压叶栅的叶片吸力面角区流动湍流特性，如紊流动能分布、雷诺应力分布等．分析了角区内流向涡和通道涡对湍流特性分布的影响，结果表明：流向涡的核心区域及旋涡与附面层相互作用区域的湍流动能增加．同时，旋涡和旋涡运动强烈影响着雷诺正应力和切应力的分布规律．