任意回转面上,可压缩轴流式叶栅损失的理论计算方法

本文提供了在任意回转面上,用叶栅出气边上边界层特征参势表示的可压缩流动轴流式叶栅形面动能损失系数,形面摩擦系数,包含叶栅下游掺混损失在内的总的动能损失系数以及尾迹掺混损失系数的理论计算方法。本文的第一部分推导了上述各种损失系数的数学表达式。第二部分推导了任意回转面上回转叶栅包含离心力影响在内的可压缩索流边界层的冲量积分方程以及通过Mangler变换所得到的轴对称旋成体表面紊流边界层的冲量积分方程,并发现了两者之间流动的相似性。通过这两类边界层流动相似的比拟方法,找到了它们之间解的变换关系。第三部分详细地叙述了一个平面可压缩紊流边界层解的方法和具体的计算步骤。最后通过manglers以及上述的变换关系可以得到任意回转面上,可压缩回转叶栅紊流边界层特征参数以及上述各种损失系数的计算方法。      

奇点法在叶轮机械任意回转面亚音速可压缩流动计算中的应用

本文在[3]的基础上,进一步将传统奇点法的应用范围从计算不可压缩流动推广到叶轮机械任意回转面亚音速可压缩流动的计算,并在数值处理方面做了有益的改进.算例和设计实例表明本方法计算可靠并具有实用性,为叶轮机械准三元流动计算中S_1和S_2两类流面间的反复迭代提供了一个有力的计算工具.     

叶栅可压缩流场的数值分析

将一维ＡＵＳＭ＾＋格式与三阶精度ＭＵＳＣＬ格式融合,给出了其在任意风线坐标下的二维形式,采用有限体积法,将ＡＵＳＭ＾＋格式与Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ格式结合,对叶栅可压缩流场进行了数值模拟,典型算例的计算结果与有关献结果相符很好,表明ＲＫ－ＡＵＳＭ＾＋混合格式对叶栅可压缩流场进行数值模拟是可行的。     

任意迴转面叶栅气动计算和设计

大功率汽轮机和燃气轮机的通流部分带有明显的扩张角,随着透平的级焓降和压气机的级压比的提高,此扩张角有时竟可达40°—50°。因此,只有采用任意迥转面的叶栅理论来设计叶片,才能更确切地反映气体在叶栅中的流动规律。     

透平叶栅跨音速流动计算中的新型有限元法

将Ｔａｙｌｏｒ－Ｇａｌｅｒｋｉｎ有限元法和多级有限元的思想结合起来，构成了在收敛速度和稳定性两方面均较好的新型有限元算法：多级广义有限元。利用这一方法，分别基于Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程和Ｅｕｌｅｒ方程，研究了透平跨音速叶栅无粘流动和粘性流动，并将计算结果与实验结果作了比较。计算结果表明，本方法是透平机械内部跨音速流动计算的强有力的手段。     

快速求解叶栅流动的边界元方法

本文利用边界元方法，通过ｋｒｉｃｈｈｏｆｆ变换将描述叶栅流动的控制方程转换成线性方程。并将广义ｋ－Ｊ条件与边界积分方程联立求解，避免了非线性项和叶片出气角的迭代计算。完成了一种快速求解任意迥转面叶栅流场的计算程序，实用表明与其它数值方法及实验结果符合较好，具有快带、简明、实用的特点。     

壁面传质扰动有纵向速度的流动问题

研究壁面有周期性定向抽吸－引射且在壁面上形成纵向速度的二维渠道流动,壁面上的纵向平均速度为〈uω〉．数值结果表明,抽吸－引射的传质倾角θ对流场的性质和壁面上的切应力等有重要的影响．与速度为〈uω〉的运动壁无扰动流动相比,它的阻力偏低,这种阻力偏低与流场的扰动特性有关,即与扰动速度分量的二重相关积分I成正比．阻力在θ＞-24°的范围内有减阻效果;能量在θ＞8°时有净能量减小的效果．     

运动叶栅通过静止叶栅尾流区的总压变化计算

压气机转子通过静子的尾流区时,往往偏离在理想的位势流下设计出的工况,例叶片上的举力是不稳定的,从而引起气流总压的变化。本文提出了一个简单的方法,以致使设计工作者能去计算这种变化,调整设计参数。本文的结果与已有的结果作了比较,是令人满意的。      

叶轮机械流道中粘性可压缩流动的数值计算——(Ⅰ)静止叶列中轴对称流动的计算

本文提出一种计算叶轮机械流道中粘性可压缩定常层流问题的数值方法,通过在任意非正交曲线方向上的焓梯度方程、能量方程和熵方程之间的迭代计算,可以得到整个流道中粘性可压缩定常流动问题的数值解。本文首先在静止坐标系中进行分析和讨论,并描述了叶轮机械的静止叶列中轴对称流动的计算方法。计算实例表明,本方法的特点是简单明了,计算速度快,可以广泛地应用于工程设计之中。     

叶轮机械流道中粘性可压缩流动的数值计算——(Ⅱ)旋转叶列中轴对称流动的计算

本文把第一部分中所提出的计算叶轮机械流道中粘性可压缩定常层流问题的数值方法应用到旋转坐标系中。首先导得旋转叶列中粘性可压缩流动所满足的基本方程组,然后通过在任意非正交曲线方向上的焓梯度方程、能量方程和熵方程之间的迭代计算,得到叶轮机械旋转叶列流道中粘性轴对称流动的数值解。     

可压缩多介质流动的间断有限元方法

采用间断有限元方法、LS方法和通量装配技术相结合,建立了一种计算可压缩多介质流动的有效 方法。计算中以光滑Heavside函数构造流体比热比和重新初始化方程中的符号距离函数,并采用通量装配 技术抑制界面附近的非物理振荡。为解决可压缩多介质流动提供一种新的手段。     

无粘可压缩流动的改进高精度方法

为更准确捕捉复杂流场的流动细节,通过对WENO格式的光滑因子进行改进,发展了一种新的五阶WENO格式。对三阶ENO格式进行加权可以得到五阶WENO格式,但是不同的加权处理,WENO格式在极值处保持加权基本无振荡的效果不同,本文构造了二阶精度的局部光滑因子,及不含一阶二阶导数的高阶全局光滑因子,从而实现WENO格式在极值处有五阶精度。基于改进五阶WENO格式,对一维对流方程、一维和二维可压缩无粘问题进行算例验证,并与传统WENO-JS格式和WENO-Z格式进行比较。计算结果表明,改进五阶WENO格式有较高的精度和收敛速度,有较低的数值耗散,能有效捕捉间断、激波和涡等复杂流动。     

建筑区地面上风流动的显示方法

本文用水彩颜材涂层法、栽丝线法和水彩颜料滴点法三种相辅相成的方法,研究了建筑楼群的风环境问题。     

数值求解不可压缩流动的投影方法研究进展

在过去的20多年中, 投影方法通过速度和压力的解耦计算, 获得了比全耦合方法更高的计算效率, 这个显著优点使之得以广泛应用. 目前, 在计算非定常不可压缩流动的原始变量形式的数值方法中, 投影方法得到了越来越广泛的应用. 本文根据投影方法的构造思路,将众多的投影方法分成了3类, 即: Helmholtz-Hodge分解类投影方法、算子分裂类投影方法和局部连续投影方法, 并详细的介绍了3类投影方法的发展历程和求解步骤. 从投影方法的求解过程不难发现, 通过速度和压力的解耦计算, 提高了投影方法的计算效率, 但同时也给投影方法的时间精度分析带来了困难, 并长期成为大家争论的焦点. 普遍认为, 速度的时间精度比较容易达到高阶, 但是压力一般来说只有一阶精度. 但通过对3类投影的对比分析后, 我们认为, 局部连续投影方法将有助于澄清目前投影方法存在的相关争议, 并使得发展高阶精度的投影方法在理论上和技术上成为可能.      

Mie-Grneisen状态方程可压缩多流体流动的PPM方法

采用流体体积分数的混合型多流体数值模型，将piecewise parabolic method (PPM)方法应用于可压缩多流体流动的数值模拟，拓展了以前提出的模型和数值方法，使它能够处理一般的Mie-Grneisen状态方程。采用双波近似和两层迭代算法求解一般状态方程的Riemann问题；并根据多流体接触界面无振荡原则设计高精度计算格式，对典型的纯界面平移问题可以从理论上证明本算法在接触间断附近压力和速度没有振荡，而且数值模拟结果表明界面数值耗散也被控制在2~3个网格之内。模拟了多种复杂的可压缩多流体流动，算例结果表明本文方法可以有效地处理接触间断、激波等物理问题，且具有耗散小精度高的特点。     

可压缩流边界层参数的工程计算方法

本文把边界层理论中的参考焓方法推广到具有压力梯度的二维和三维轴对称流动,得到了物面动量厚度和摩阻的计算公式.同时利用边界层理论的某些成果推导了边界层各种厚度之间的近似关系.所得公式计算方便,与目前流行的但只适用于特殊情况的公式和有关的实验数据的比较表明,本文的结果是满意的.     

在研究可压缩流体流动过程中几何方法的应用

前言热流体在各种流道内流动过程的分析是人们关注的课题,迄今为止,已有不少论文出现。但是,以分析流动过程微分方程解的特性为基础,对各种流形的一般性的讨论却很少。本文着重研究流动微分方程解的特性,定性地探讨积分曲线在相空间中的结构及与之相应的各种流形,也即是对微分方程的解进行几何分析。二、基本方程式本文的主要目的是探讨几何分析方法在分 ...     

回转体表面压力分布和粘性阻力的计算

本文采用Landweber方法,并用三次样条函数拟合积分核来求解回转体表面的压力分布;在紊流边界层特征的计算中,计入了边界层厚度的影响;然后用尾流积分法计算回转体粘性阻力;根据文献[1]的方法计算了六条回转体,...     

具有圆锥型内外壁的叶栅内三元流动近似直接解

在作了回转流面为圆锥面的假定以后,得出了十分简洁的运动方程的形式,其中不包含沿流线的导数项,与目前常用的S_1、S_2流面运动方程比较,不仅使计算大大简化,而且在计算时,可同时计及气流径向,及回转方向的变化,使我们近似地得出了三元流场的直接解。由于忽略了叶栅内流线的径向波动.这只能是一种近似解法,特别适合于轴流式叶轮机械的叶栅内部计算。