前向多翼叶轮流动分析及出口滑移的计算

本文分析了离心风机前向多翼叶轮内的流动特性,计算了跨叶片面内的理想流场和湍流边界层.用三次样条平滑和旋转坐标变换方法解决了用流线曲率法数值解大曲率流场时的收敛问题;用考虑旋转和曲率对流动结构影响的Richardson数修正理想流场.提出了一种予测叶片边界层分离及流动滑移的方法.     

叶轮机械气固两相流研究

回顾了国内外叶轮机械气固两相流的研究历史和现状,从学科发展及应用背景出发,提出主要的研究内容,并对各方面问题的深入研究提出自己的见解.     

混流式转轮内有旋流动的全三元反问题计算

提出了一种给定Ｖ＿（θｒ）和叶片厚度分布规律的全三元有旋流动的混流式转轮的设计模型。基于前人的研究，将全三元流动分解为由三维Ｅｕｌｅｒ方程作周向平均导出的平均流动方程和由Ｃｌｅｂｓｃｈ变换建立的周期性流动方程来描述，迭代求解以满足叶片边界条件实现全三元的反问题计算。算例表明，按本文模型进行设计，可以得到满足给定的负荷分布及厚度分布的转轮，提高了设计过程对叶片性能的可控性。     

离心叶轮机械内部流动的研究进展

随着测量技术及数值算法的不断进步,叶轮机械内部流动研究有了很多新的进展.本文就半个世纪以来离心叶轮机械内部流动的实验及数值模拟研究进行了评述,根据作者掌握的文献,着重在以下几方面展开综述:叶轮内部流动、叶顶间隙泄漏流动、扩压器内部流动及叶轮与扩压器相互作用的非稳态流动等等.文中分别阐述了国内外学者在上述流动研究方面的主要成果,指出了这些研究的特点及其不足,分析了我国在这些领域与国际水平的差距,并结合作者自己的研究工作对离心叶轮机械内流研究提出了建议.      

叶轮机械非定常流动研究进展

本文就叶片排进出口流场畸变型动力响应、压缩系统气动稳定性、叶轮机械非定常气动问题的数值模拟以及失速颤振轴流压气机系列转子实验等４个方面问题,从非定常气动力学角度作一概述和展望      

转子内含激波跨声速全三元流动各类杂交命题统一的变域变分理论:(Ⅰ)势流

本文将文[1,16]所提出的各类杂交气动命题统一的变域变分原理推广到全三元亚跨声速流动,并顾及了叶面及内外壁上的抽(喷)气分布,应用变域变分工具成功地处理了全部未知边界与间断面(例如激波、自由尾涡面),将几乎全部界面条件都转化成自然条件。本文理论为叶片的气动设计与改型提供了一系列新途径,为有限元法及其它变分直接解法奠定了新的理论基础,同时也是叶片最优设计理论[6]的一个重要组成部分。     

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。     

进口导叶／叶轮／扩压器非定常相干的数值与实验研究

在不同进口导叶预旋角度下,采用非定常的方法对进口导叶/叶轮/扩压器三部件之间非定常相干进行了数值与实验研究,探讨了三部件之间动静相干的机理.结果表明,在进口导叶/叶轮/扩压器三部件相干时,最大的脉动压力出现在叶轮和扩压器之间的动静交界面上.当进口导叶预旋角度存在时,叶轮与扩压器之间无叶区内的非定常流动以叶轮叶片通过频率和1/2叶片通过频率为基频;而当扩压器进口安装角增大时,径向间隙内的流动则主要以1/2叶片通过频率为基频.在不同的配置下,湍流强度和非定常度均有朝向轮盘增加的趋势.在进口导叶正预旋60°同扩压器进口安装角为17°时的配置有增大湍流强度和非定常度的趋势.     

含分流叶片的离心压缩机级内三维流场数值分析

使用Fine/Turbo三维粘性计算程序对含分流叶片半开式叶轮的离心压缩机级内三维粘性流场进行数值分析.该程序应用Jameson的中心差分格式结合Yang&Shih k-ε湍流模型,使用时间推进法求解雷诺平均N-S方程,用四阶显式Runge-Kutta法进行时间推进.计算中CFL数取2.5,残差收敛至10-4数量级、计算域进出口质量流量误差小于0.05%时认为收敛.并为进一步的产品优化设计及改进研究打下基础.计算结果表明该模级的数值模拟曲线与实验值吻合良好;叶轮出口截面上两个通道的速度分布极不均匀,右通道的速度比左通道的变化剧烈.为了加快收敛,计算时采用了隐式残差平均法及完全多重网格技术.     

应用有限元法计算离心式叶轮内部流场

运用张量分析,采用半测地坐标系,导入了具有不变形式的流函数,推志了离心式叶轮内部准三元流动任意流面上函数所应满足的偏微分方程和定解条件,并运用伽辽金方法建立了相应的有限元方程。对离心式叶轮回转面上流动进行了计算,数值计算结果正确地揭示了离心式叶轮内部的流动规律。     

Three Dimensional Numerical Flow Simulation Around Parallel Rectangular Cylinders

Noises of flow around parallel rectangular cylinders are likely to be caused by wind flow. According to the wind tunnel experiment, it is known that there are three kinds of special noises. Two kinds of noises occur when the wind comes from a perpendicular direction to the cylinders. These noises are caused by the vortex excited oscillation. Another noise occurs when the wind comes from an inclined direction to the cylinders. This noise is very high frequency, and its mechanism is not clear. Therefore in this study, the three dimensional numerical flow simulation is performed to clarify the high frequency noise of flow around parallel rectangular cylinders.     

电动潜油离心泵流道堵塞振动模型研究

电动潜油泵以其独具的特点和优势在油田生产过程中得到了日益广泛的应用,但过高的故障率给油田开发带来效率和经济上的损失。其核心部件离心泵也是故障易发部件,经常出现流道堵塞,严重影响机组的正常运转。本文结合电潜泵机组的工作特性和力学性能,建立了一套潜油离心泵流道堵塞的振动识别模型,并推导了振动模型的运动方程。利用自建的大型实验装置,模拟了该类故障井的实际生产并测得了井口三维振动信号,绘制了信号的时域图和频域图。此外,本文引入小波分析方法对信号进行了细致化分析,研究了此类故障的振动特性并验证了所建模型的可靠性。     

气固两相流风机的三元计算与二元计算的比较

在单相耦合模型的基础上，采用合适的粒子反弹模型和磨损模型，分析、推导、编制了三元粒子运动、碰撞的程序，并与二元粒子程序进行了比较，验证了该三元程序的优越性，为气固两相流离心风机叶轮的研制提供了一个行之有效的理论工具。     

用三维半人工瞬变法计算圆管内圆柱绕流

本文提出一种计算三维定常流动的半人工瞬变法,本方法的特点是直接利用流体力学的原始基本方程组进行数值计算。运动方程中的一个分量方程被用于计算压力,另外两个分量方程被加入人工瞬变项而成为人工瞬变方程,这两个人工瞬变方程被用于计算速度的两个分量,第三个速度分量则通过连续性方程进行计算得到。根据半人工瞬变方程组的特点和流动区域的特性,本方法采用半交错不等距非正交曲线贴体混合网格系进行数值计算,并利用质点导数差分格式使计算更简便。本文以圆管中不可压缩流体对圆柱的三维定常绕流问题为算例,具体画出计算用的半交错不等距非正交曲线贴体混合网格系,介绍三维半人工瞬变法的计算方法和步骤,并通过数值计算得到了此算例的计算结果。     

透平机械离心压缩机和离心泵叶轮动力分析的三维旋转循环对称CN群算法

以离心压缩机叶轮为例,建立三维有限元模型,采用循环对称CN群算法计算了它的动力特性,详细讨论离心力作用下叶轮的应力状态,分析与轴连接的不同方式对叶轮应力的影响。应用循环对称算法能大大减少建模与计算的工作量,有很好的实用价值。计算结果表明,离心压缩机叶轮在旋转中,叶轮外缘应力比较高,轮盖上的应力较轮盘上的应力大,叶片根部容易产生应力集中,应采用适当的园角避免应力集中,过盈配合的叶轮内孔处应力比较大,需要确定合理的过盈量,既要保证叶轮不松动也要保证叶轮内孔处的强度条件。     

超声速气流中雾化燃料喷射的三维数值研究

首次用双流体模型对雾化燃料在扩张形超燃室中沿九喷嘴顺流喷射的混合问题进行了数值研究。气相用迎风 TVD格式求解三维全 Navier- Stokes方程 ,液相用预估、校正 NND格式求解三维 Euler方程。相间相互作用的常微分方程用预估、校正Runge- Kutta法求解。用三维 Poisson方程生成网格。结果表明 :气相较液相的扩散效果好 ,小直径液滴的扩散效果好。相间速度滑移、改变气相喷射压力和喷射速度对液相扩散的贡献不大 ,但调整喷射角度会明显地增强液相的扩散、混合 ,本文结果未出现阻塞。     

离心叶轮正冲角流场计算的边界层方法

本文使用stanitz快速分析法计算主流,用积分法计算带旋转和曲率的二维不可压湍流边界层.通过流量方程将两者紧密联系起来、同时求解,能够连续计算至分离区.可方便快速地用于估算离心叶轮在正冲角工况下的流场.