叶轮机械三维边界层微分方程及求解

本文讨论叶轮机械三维边界层方程的推导、求解方法及应用。(1)推导出了考虑旋转效应与曲率影响的叶轮机械三维非定常边界层方程组的一般形式,其特点之一是法向压力梯度不为零。(2)讨论了边界层方程组的求解方法,以及起始条件与边界条件的确定方法。(3)对叶轮机械三种类型的三维边界层进行了数值计算,获得了与实验数据基本一致的结果。(4)比较了考虑与忽略旋转引起的法向压力梯度对计算结果的影响。     

用三维流函数求解叶轮机械三维可压流场

采用三维流函数的定义式,本文推导了在任意曲线坐标系下的三维流函数的主方程。由于两个主方程中各自都包含了两个流函数的二阶偏导数,这给数值求解带来不便。针对三维流函数和其方程特性,将两个流函数方程的差分方程视为同时求解两个流函数的二元一次联立方程,采用相应数值计算方法。通过对算例的试算,表明了该数值处理方法是可行的,这使得三维流函数方法可以很好地适用于叶轮机械三维流场的计算。     

用拟流函数求解叶轮机械三维可压流场

本文采用拟流函数方法求解叶轮机械三维可压流场,在跨音情况下,由于存在密度双值问题,采用从第三个动量方程求解密度;针对本文算例的特点,对密度方程提出了适当的边界条件,简化了计算。     

轴流叶轮机械端壁边界层计算方法

一、引言 在七十年代之前,人们对叶栅端壁边界层已经做了大量的研究.但只有当Mellor和Wood引入了叶片力亏损这一重要概念,并根据端壁二次流动损失与壁面附近叶片力亏损密切相关的事实,建立了二者间的关系以后,才使端壁边界层计算与叶轮机械效率联系起来.然而Mellor和Wood的方法只能与径向平衡计算相匹配,而不能与S_2流面计算相匹配,并且不易于求解流道内部的边界层参数.为了把两类相对流面理论用于叶轮机     

用流函数求解叶轮机械三维跨音流场

用流函数求解时轮机械三维跨音流场顾春伟，徐建中，杜建一（中国科学院工程热物理所）李久华（江西省中试所）一．引言近年来，叶轮机械全三维流动的数值模拟作为气动设计中流场校核和诊断的手段，已经在实际问题中得到广泛应用，通过这种计算所获得的整个叶片排中流场气...     

基于伴随方法的多级叶轮机三维叶片优化设计

伴随方法单次优化循环计算量与设计变量数目基本无关,多设计变量时计算成本低。本文采用伴随方法发展了多级叶轮机三维黏性气动形状优化方法,包括伴随方程及其边界条件、目标函数与设计变量的敏感性关系。结合基于Hicks-Henne函数的三维叶片参数化方法和最速下降法建立了气动形状优化设计系统。针对1.5级压气机第二排叶片的反设计验证了该优化系统的有效性;以进、出口熵增为目标函数改型设计某1.5级超音压气机,改型后气动性能明显提升。     

有旋转效应和流片厚度变化的叶轮机械边界层的积分方程求解法

一、前言 在叶轮机械中,气体通过高速旋转的压气机和透平转子,计算时一般采用非惯性坐标系统,即把坐标系统取在转子上,于是动量方程中就出现了离心力和科氏力项,边界层方程中也包含这些项.另外,用S_1和S_2两类流面迭代的计算中,如果要在S_2流面上求解边     

求解微分方程的Hojman方法

首先，将Hojman用于求解二阶微分方程组守恒量的方法推广并应用于一阶微分方程组，特别是奇数维微分方程组的积分问题.然后，证明 Hojman定理是本文定理的特殊情形.最后，举例说明结果的应用. 关键词： 微分方程 Hojman定理 守恒量 积分     

流体机械叶轮中三维边界层正反解法及其同势流迭代计算的比较

本文对于流体机械叶轮中叶片面三维边界层的正犀解法进行了比较,并且边界层的正反解法分别与叶轮内的三维势流迭代,完成了叶轮中无粘一有粘的相互作用的计算。计算叶轮为可遗式水轮机转轮,计算表明:边界层的反解法可以满足叶片面有局部分离流的非设计工况的计算。     

亚声速轴流叶轮机械三元叶片设计程序

本文介绍了根据吴仲华教授的三元流动通用理论编制的三元流迭代设计程序.该程序实现了S_和S_2流面的迭代计算、叶片造型,径向积迭和计算样板座标等诸设计环节在计算机上的自动连接,具有速度快,精度高,灵活性强的特点,可用于轴流式叶轮机械的设计计算。本文给出了算例和结果分析。     

叶轮机械叶片流体激振安全性的全功能分析

本文提出了对叶轮机械叶片流体激振安全性实行全功能数值分析的新概念和方法。实现气动力学和弹性力学的弱耦合计算,由弹性力学方法确定三维振型,用振荡流体力学方法确定三维条件下的三维振荡流场,确定在各种振幅条件下的非定常气动力作功与阻尼功,引入气动功等于阻尼功条件下的平衡振幅概念。根据平衡振幅确定叶片流体激振的动应力,并进行寿命评估。这种全功能分析将使叶轮机械流体激振的安全性分析更加符合工程实际的需要,也能够解释大量的流体激振破坏不属于瞬时突然破坏,而是一种疲劳破坏。     

一种求解运动微分方程的方法

本文介绍一种利用级数求解运动微分方程的方法。并以两实例说明了该方法的应用。     

轴流叶轮机械三维非定常粘性流动数值分析

１前言叶轮机内部流动的数值计算方法一般都是基于转子与静子结构相互无关的定常流动假设,这种假设实际上是认为转子叶排与静子叶排相距足够远,以至于相互之间互不干扰。事实上,叶轮机中的非定常性是其固有的,转子叶排与静子叶排相距很近,转子叶排的高速旋转、上游叶...     

叶轮机械准三元叶片设计中气动造型计算

一、前言 在三元流动通用理论的基础上,目前叶轮机械的设计已普遍采用方便可靠的准三元设计方法。叶片造型作为设计过程中十分重要的一步,其方法也在不断改进。文献[2,3]等提出和发展了的选定流线级数展开法有效地克服了传统的几何造型中的许多缺点,已经在很多方面应用于工程实践。但在迴转面上的气动造型计算中,还始终存在一个尚待解决的问题,这就是由于级数展开法造型计算完全依赖于S_(2m)计算所提供的中心流线形状     

“双转动”物体加速度的求解方法

所谓"双转动"物体是指相对于转动参考系仍然做转动的物体.关于牵连加速求解的问题,在高中物理竞赛中常有涉及,但是对于相对转动参考系转动的物体加速度求解,学生容易犯的最大错误,就是混淆加速度的牵连关系和参考系的转换关系,于是在不同参考系中迷失了解决问题的方向.笔者从一     

校验叶轮机械三维数值解的某些解析解

本文给出相对旋转圆柱坐标系中三维不可压位流的某些与叶轮机械内流动相似的解析解、它们的势函数、速度向量和流面方程的数学表达式,并对其中两个分别与离心式和轴流式叶轮机械内流动较相似的解析解进行了讨论,这些解析解可用来验证三维计算程序的可靠性.文中还有验证的示例。     

叶轮机械动静叶片排非定常气动干涉的数值模拟

本文采用一种分区算法求解二维Navier-Stokes方程,对叶轮机械多级叶片排内的非定常流场干涉进行数值模拟。在探讨分区计算对于复杂通道内流场和动静叶列非定常干涉作用数值计算的必要性和重要性之后,针对某蒸汽轮机跨音速叶片组进行了数值分析,得到了典型的动静叶间非定常干涉流动图谱、作用于叶片的非定常气动力及其频谱特征。计算结果表明。本文提出的计算方法是合理有效的,为今后进行大规模动静叶非定常气动计算和基于非定常数值模拟的工程设计提供了可靠的依据和有用的工具。     

一种新的计算叶轮机械内流场的方法——涡-速度方程组在数值求解叶轮机械内流场的应用研究

本文以涡-速度形式N-S方程为基础,提出了对惯性与非惯性坐标系均适用的叶轮机械内流场的计算方法,推导了非惯性坐标系下的涡-速度方程组及其在任意非正交曲线坐标系下的展开式,上述方程组与惯性坐标系下的方程组具有相同的形式,证明了该形式的非惯性效应仅表现在初、边值条件的实现上,本方法在很大程度上简化了具有复杂几何域的叶轮机械内流流场的数值求解。     

运动微分方程数值求解的一般方法分析

分析了常见物体运动微分方程的建立过程以及利用科学软件对方程数值求解的技术基础,对撒克逊碗、磁场中的弹簧摆和三摆混沌系统进行了数值求解和分析讨论,给出了解决这类问题的一般思路和方法步骤.     

用于叶轮机械复杂流动的网格自适应方法

高质量的网格生成是叶轮机械复杂流动准确预测的关键技术之一。目前在大部分结构网格生成过程中,网格拓扑及局部网格密度均基于经验或粗略的估计,此类网格一般需要根据计算结果进行手动调整。本文发展了基于多块贴体结构化网格的网格自适应技术以达到自动调整局部网格密度并在不严重增加计算量的前提下改进计算精度的目的。本文基于真实物理流动机理,提出了有效的网格加密判据,可以自动判断激波和涡等复杂流动。在此基础上本文发展了可以保证网格质量的贴体网格加密技术。通过一系列算例验证了本文发展的网格自适应技术的有效性和实用性.结果表明:本文方法可以自动捕捉流动细节并根据当地流动尺度自动调整局部网格尺度;同时相对于全局网格加密,本文方法可以达到改进精度和节省计算量之间的平衡。