离心压缩机轮盘空腔的实验研究

本文以离心压缩机轮盘空腔为研究对象,依托大功率间冷压缩机闭式试验台测量了轮盘空腔静壁面不同半径处的静压和静温,分析了变工况下轮盘空腔和离心压缩机的耦合特性,并研究了变转速对轮盘空腔内部流动影响及其变化规律.结果 表明静压和静温沿着半径增大方向逐渐上升,但静温在近叶轮出口与空腔进口耦合处有所下降.设计转速下各位置点静压总体趋势、静温以及沿着半径减小方向的静压损和静温损均随流量的减少而增加.静压随叶轮转速的降低而减小,静温随转速变化的规律较复杂,静压损和静温损均随转速的降低而减少,静压和静温随流量变化的规律也会因转速改变而不同.     

整级透平中转静轮缘封严问题研究PartⅠ:封严与入侵

本文通过构建由一级动静叶组成的外流影响下的轮缘密封问题的实验和数值模型,针对燃气轮机透平转静轮盘间隙的封严与入侵问题开展了研究。其中第一部分主要关注燃气入侵的主要影响因素,入侵气体在腔室内部的分布规律和最小封严流量。结果表明:静叶尾缘的压力分布是造成燃气入侵的主要原因,即在主流的压力大于密封腔室内压力的区域会出现燃气侵入腔室,造成局部温度过高;主流压力小于腔室内部的压力区域,密封气体能够较好的封严转静间隙。入侵气体和封严气体的掺混主要发生在腔内高半径处并在高速旋转的动盘引发的夹带作用下深入腔室内部低半径处。因此在轮缘密封的结构设计中需要全面的考虑这些因素的影响。     

离子动力参数区托卡马克电阻性内扭曲模稳定性分析

利用离子动力参数区的内扭曲模色散关系分析了托卡马克等离子体电阻性内扭曲模的频率和增长率随磁剪切量s₀的变化。我们发现:存在一个临界磁剪切量s_0c,只有当s₀>s_0c时,即中心安全因子q₀小于某个临界值q_0c时,电阻性内扭曲模才能被激发。另一方面,随着磁剪切量s₀的加大,增长率增大的趋势比相应的磁流体电阻性内扭曲模快得多,因而与锯齿的快崩裂有内在的联系。所 关键词：     

基于数值模拟的燃机高压盘腔系统流动特性研究

增加燃气初温是提高燃气轮机效率的主要途径。为了确保充分冷却透平叶片与轮盘,在防止燃气入侵盘腔的同时降低冷气量,需要针对盘腔系统内的流动特性展开研究。高压涡轮盘腔系统含有预旋腔等多个腔室,通过转静封严或旋转孔相互连通。尽管国内外学者针对盘腔系统开展了一系列研究,但大部分以单一腔室为研究对象,很少考虑多个腔室,尤其是预旋腔上下游盘腔对预旋腔内流动特性的影响。因此,本文以某船用燃机高压涡轮盘腔系统为研究对象,采用CFD方法,模拟了盘腔系统内部的流量分配,预测了斜接受孔和平衡孔的通流能力,分析了盘腔内的压力、温度、速度场分布和涡系结构,并分析了燃气入侵现象。本文的研究结果可为研究复杂盘腔系统提供参考。     

轴向通流旋转盘腔中流动与传热数值研究

本文采用三维N-S非定常计算方法对旋转盘腔中的流动与传热进行了数值研究.数值计算结果表明;下游盘的Nu数径向分布与实验结果吻合较好,上游盘趋势吻合但数值上有一定差别;旋转盘腔中流体的整体转动速度小于旋转圆盘的转动速度.进一步计算结果表明,重力的影响大小与整体流态转速相对坐标系转速的比值密切相关,该相对转速越大影响越小,反之越大.     

封严腔几何特征对涡轮性能的影响

在涡轮转静叶片排之间喷入冷气可以阻止高温燃气进入盘腔,但是冷气与主流的掺混损失对涡轮气动性能不利。本文采用数值计算的方法,研究了转静叶片排之间封严腔轴向位置和轴向间隙的变化对涡轮性能和端区流动的影响。结果表明,封严出流与主流的剪切作用形成了诱导涡,诱导涡随后发展成为通道涡并占据了端区二次流的主导地位。封严腔轴向位置和轴向间隙的改变使等熵效率和封严效率产生了相反的变化,因此在设计时要兼顾气动性能和冷却要求进行综合考虑。     

电子温度对螺旋波等离子体中电磁模式能量沉积特性的影响

采用考虑粒子热效应及粒子温度各向异性的温等离子体介电张量模型,借助绝缘边界条件下径向密度均匀分布等离子体柱中螺旋波与Trivelpiece-Gould (TG)波的本征模色散关系,理论分析了螺旋波等离子体中典型电子温度范围内中等密度、低磁场情形下m=–1, 0,+1角向模的能量沉积特性.研究结果表明:在w/2π=13.56 MHz, T_i=0.1T_e参量条件下,存在一个临界轴向静磁场值B_0,c,当B₀ 0,c时螺旋波变为消逝波;存在一个临界电子温度值T_e,c,当Te e,c时TG波变为消逝波;当波频率靠近电子回旋频率时, TG波的回旋阻尼开始显著陡升;当电子横纵向温度比T_e⊥/T_ez大于某一临界值时, TG波变为增长波;在螺旋波放电典型电子温度T_e∈(3 eV, 5 eV)范围内, TG波朗道阻尼和碰撞阻尼致使的能量沉积在不同范围内占据主导地位.     

轮缘密封整周模型流动与封严特性数值研究

本文通过求解SST湍流模型以及三维Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes (URANS)方程,研究了单级轴流透平轮缘密封整周模型的流动与封严特性。分析了不同冷气流量下的封严效率与压力波动的变化,并通过与仅保留静叶和仅保留动叶的简化模型比较,分析了动静叶对主流与盘腔内压力波动的影响。结果表明:盘腔内部封严效率存在周向波动但无明显周期性规律,主流与盘腔内的压力周向波动受动静叶的影响,存在明显的周期性规律,静叶下游压力波动周期数等于静叶数,动叶上游与盘腔内部压力波动周期数等于动叶数。     

间断伽辽金方法在燃机空气系统中的应用

间断伽辽金方法(DGM)对守恒变量及梯度变量具有一致的任意高阶计算精度,因此该方法也具有较高的热流计算精度。本文搭建了二次空气系统单元机理实验台,并采用DGM对中心进气转静系开展了数值计算,取得了误差小于10%的对流换热系数计算结果。此外本文结合SST-γ-Re_θ转捩模型,应用有限体积方法(FVM)及DGM,对燃气轮机旋转盘腔内流动与传热进行了预测,并取得了与实验结果吻合较好的传热预测结果。此两转转系及转静系典型问题验证了DGM对燃气轮机二次空气冷却流动传热预测具有一定优势,展现了DGM在燃气轮机二次空气系统中广阔的应用前景。     

用局域密度泛函线性丸盒轨道原子球近似超元胞法计算(Ba1-xKx)BiO3的Hopfield常数与Tc随组分x的变化

用局域密度泛函线性丸盒轨道原子球近似(LDF-LMTO-ASA)超元胞法计算(Ba_1-xK_x)BiO₃特定组分x的电子结构,其中x=0.0,0.5,1.0三种组分由扩大1倍的元胞计算;x=0.25和0.75两种组分由扩大4倍的元胞计算,所得能带参数总态密度TDOS(E_F)、分波态密度PDOS(E_F)以及自洽晶体势V^t(r),结合由实验测定的Θ_D≈210K,按McMillan强耦合公式以及Gaspari-Gyorffy近似,分别计算各原子的Hopfield常数η_t,电声子耦合常数λ以及超导转变温度T_c随组分x的变化。计算结果λ≈1而T_c最大约10K,且随x变化缓慢。与实验结果对比似乎暗示,在(Ba_1-xK_x)BiO₃中除电声子机制外,随组分变化的复杂结构相变亦将起重要的作用。 关键词：