应用Navier-Stokes方程的叶栅粘性流动数值分析

本文以时间相关显式格式求解完全的Navier-Stokes方程,计算了二维叶栅中的粘性流动。一种Euler方程多网格算法,被成功地应用于粘流问题计算,显著地加速了收敛过程。用含分离流动的压气机叶栅和跨音速涡轮叶栅等算例,说明了解的准确程度和多网格法的效果。     

求解叶栅跨音速流动反问题的有限体积方法

本文阐述了一种求解叶栅跨音速流动反问题的方法.流场的数值模拟以有限体积法为基础.应用这一技术设计叶型,型面上气流压力将达到预先规定的值.文中介绍了这种方法求解的基本方程系统和离散格式,着重讨论了壁面调整的方法、壁面压力的计算以及求解过程等问题.为论证方法的有效性,给出了几个跨音速涡轮叶栅的计算结果.     

多网格法求解Euler方程的叶栅绕流计算

一、前言 求解Euler方程是叶栅跨音速流数值模拟的重要方法之一.为了提高收敛速度,目前Euler方程多网格算法有了很大的发展.这种方法利用不同的网格尺寸有利于消除不同波长误差的原理,将数值解放在粗、细几种网格上反复进行,最终保证解具有细网格的离散精度,而求解过程又有粗网格的收敛率.我们的研究表明,正确地设计不同网格     

间隙大小对高负荷压气机叶栅流动特性的影响

在低速平面叶栅风洞中,对不同间隙大小条件下的高负荷压气机叶栅流动特性进行了实验研究。实验采用五孔气动探针测量了叶栅出口截面参数,得到了该截面的二次流速度矢量分布,并对叶栅下端壁和叶片表面进行了墨迹流动显示.结果表明,叶顶间隙的增加加剧了间隙泄漏流动与通道涡的相互作用和掺混,导致叶栅流道内的二次流结构和形态发生改变;增加叶顶间隙可完全抑制吸力面角区分离,但被间隙泄漏流动带走的低能流体被带到尾缘及其下游位置,加剧了相应位置的流动分离;间隙泄漏流动将引起叶栅总损失的显著下降,损失的大小并不一定与间隙大小成正比.     

串列式叶栅扩压器非定常流动研究

采用数值模拟方法,对串列式叶栅扩压器中的非定常流动进行了研究。结果表明,带串列式叶栅扩压器的离心压气机内部流动是以强非定常的三维黏性主流和缝隙流动为主要特征,串列式叶栅扩压器内部流动存在明显的非定常性,压力脉动的传播在前排叶栅通道内衰减很快。扩压器前排叶片通道内压力脉动的主频为叶轮叶片通过频率。后排叶片前缘附近压力脉动的主频变为0.5倍叶频。串列式叶栅扩压器进口的压力脉动主要受到叶轮的激励作用;串列叶栅间隙处,随主流输运而来的叶轮尾迹与缝隙流、前排叶片尾迹相互干扰与叠加,成为后排叶片前缘压力脉动新的激励。相比于近叶根、叶尖处,前排叶片前缘中间叶高处的压力脉动受到叶轮主流和分流叶片尾迹的激励作用更强烈。     

叶栅粘性流动的反问题解

一、前言 随着粘性流动计算方法的发展,与叶栅正问题解法一样,叶栅的反问题解法也存在一个如何考虑粘性影响的问题。在粘性流动的正问题解法中,国内外通常采用的有两种方法,一种是全流场求解Navier-Stokes方程,另一种是无粘主流区和边界层的相互迭代。由于直至今日尚未有一种完善的湍流模型,所以在目前阶段似乎还是后者比前者更适合     

透平叶栅跨音速粘性流动特性的研究

利用全隐式时间推进有限差分计算方法和作者所建立的三区域湍流代数涡旋粘性模型在叶栅中求解了完全的Navier-Stokes方程。用编制的计算机程序QHVIS2D试算了四套透平叶栅共十四个工况(包括大攻角来流及有分离流动)。计算结果与实验值进行了多项指标的详细比较,吻合良好。     

在冷气干扰下叶栅绕流的控制方程及求解方法

1控制方程高温涡轮的冷却空气量随着燃气轮机性能的提高而在不断增加，因而在数值模拟气冷涡轮流场时则须考虑喷射冷气对燃气主流的影响。本文采用文献［1］的“质量源”模型，推导出具有统一形式的适用于叶栅三维和周向平均混合流动的控制方程。在绝热和忽略粘性应力作功率条件下，将文献出中的通用形式的控制方程在柱坐标系中展开，然后再经坐标变换，将其转换到任意曲线坐标系《，刀J中，得到了在冷气干扰下的叶栅三维绕流的双曲守恒型控制方程（用矩阵形式表示）：aU／＆＋aE／a＋OF／的十OG／0（一H（1）式中仅三项含有冷气参数，…     

扩压叶栅叶顶间隙流动结构研究

本文对某扩压叶栅叶顶间隙流动结构进行了研究,通过三维数值仿真,对叶顶间隙流场中的旋涡结构构成、空间分布及相互作用关系进行了分析.研究采用Q判据识别流场中的涡,发现叶顶间隙气流的泄漏流动形成了叶尖分离涡、二次涡以及泄漏涡等旋涡结构,其空间位置及空间尺度具有明显差别。叶尖分离涡的堵塞作用对泄漏涡的强度、空间位置造成影响;在叶顶泄漏流动与泄漏涡的共同作用下形成了叶尖二次涡。涡系间存在的相互作用共同构成了叶顶间隙流场框架。     

涡轮叶栅流动分离涡模拟验证研究

本文采用DDES模型分析透平叶栅内部亚音速和跨音速流动。DDES模型能有效且较精确地计算亚音速流动,但计算跨音速流动时,出现修正函数f_d"保护"边界层功能失效的问题,极大地降低了计算精度;人为设定RANS和LES计算域,保证边界层完全被RANS计算域覆盖,计算结果得到很大改善。     

基于湍流模型的转捩流动数值计算研究

本文通过求解雷诺平均NS方程,采用基于k-ω模型和添加控层流动能方程的三方程湍流模型计算转捩流动。相对于基于实验的转捩关系式模型,本模型对叶轮机械复杂的流动环境提供了更加真实的物理意义.ERCOFTAC T3系列实验和低压涡轮叶栅的算例表明该模型能够自动捕捉流动的转捩过程,但还需要进一步修正以能更加准确考虑各种因素对转捩的影响。     

离心叶栅内气固两相流动的数值模拟

离心叶栅内气固两相流动的数值模拟蔡体菁，王文琪，郁斌（东南大学动力工程系南京２１００１８）关键词：离心叶栅，粒子轨迹，龙格－库塔方法。ＮＵＭＥＲＩＣＡＬＭＯＤＥＬＩＮＧＦＯＲＧＡＳ－ＳＯＬＩＤＳＦＬＯＷＳＴＨＲＯＵＧＨＡＣＥＮＴＲＩＦＵＧＡＬＣＡＳＣ...     

扩压叶栅二维流动分离的数值模拟

通过数值模拟,研究了二维扩压叶栅内流动分离及涡脱落的特征.定常计算结果表明:随着叶片负荷的增加,流场中奇点数目明显增加.非定常计算结果表明;在二维扩压流场中存在尾缘脱落涡和吸力面脱落涡两种脱落涡,它们的脱落频率随着冲角和马赫数的变化而变化.     

非结构网格在平面叶栅内湍流流动数值模拟中的应用

1控制方程和离散方程对二维非定常可压缩粘性流体，雷诺时均Navierstokes方程可写成如下积分形式：式中，0为计算区域；＊D为区域边界；Q为守恒变量；F为通量，包括无粘通量F’和粘性通量F”。计算域采用三角形单元离散，三角形的边作为控制体边界，物理量置于单元中心。对每个三角形控制体，方程（1）可写成：·其中，Q；表示单元的守恒变量值；aC和Vi分别表示控制体的边界和面积，为计算式（2中右端值，将单元所有边界通量相加，最后可得如下方程：式中k（i）为单元边界，只，j为通过单元界面的通量，凸马为界面长度。2无粘通量本文采…     

用高阶隐式矢通量分裂格式求解平面叶栅的跨音流动

本文应用高阶隐式矢通量分裂法直接求解Reynolds平均Navier－Stokes方程组。该方法避开了近似因子分解及矩阵运算，具有精度高、稳定性好、计算量少等优点。在平面叶栅跨音流场的计算中，较好地捕获了激波，与实验比较，结果令人满意。     

处于部分进汽时动叶片排内非定常流动现象的数值研究

本文在简要回顾了迄今为止对于工作在部分进汽状态下叶片特性的实验和理论研究结果之后,采用作者发展的多通道三维叶片非定常计算程序,对处于部分进汽时动叶片排内的三维流动进行了数值模拟,并对计算结果进行了分析。     

用多重网格TVD－LW格式数值求解N－S方程

用多重网格ＴＶＤ－ＬＷ格式数值求解Ｎ－Ｓ方程刘建军，蒋洪德（中国科学院工程热物理研究所北京１０００８０）关键词：ＴＶＤ－ＬＷ格式，Ｎ－Ｓ方程一、前言用时间推进法数值求解雷诺平均Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程，不仅能够模拟从低亚音速到高超音速的复杂定常...     

分流技术强化超声速混合及燃烧的数值模拟

本文提出一个利用分流技术强化超声速横侧射流混合及燃烧的新方法,即通过一个细小通道连通燃料喷口上下游,上游高压流体部分分流到下游,从底部抬高燃料穿透深度.应用修正可压缩性的 k-ε湍流模型,对不同喷射压力下冷态及燃烧流场进行数值模拟.有无采用分流技术的结果对比表明,分流技术能有效增大混合效率和燃烧效率,分流孔位置是一重要影响因素.观察到两类强化混合及燃烧的机制,合理布置分流孔位置可使燃烧效率相对提高 25% 以上.     

级联簇射的研究

作者和Ю.Д.Прокошкин测量了高能正电子的极联曲线,找出了级联曲线的近似经验公式,提出了几种测定高能电子(或γ量子)能量的新方法。